Candela

Vor 1948 waren in einer Reihe von Ländern verschiedene Normen für die Lichtstärke in Gebrauch. Diese basierten in der Regel auf der Helligkeit der Flamme einer „Standardkerze“ mit definierter Zusammensetzung oder auf der Helligkeit eines Glühfadens mit spezifischem Design. Einer der bekanntesten dieser Standards war der englische Candlepower-Standard. Eine Candlepower war das Licht, das von einer reinen Spermazetkerze mit einem Gewicht von einem Sechstel Pfund und einer Brenngeschwindigkeit von 120 Körnern pro Stunde erzeugt wurde. Deutschland, Österreich und Skandinavien verwendeten die Hefnerkerze, eine Einheit, die auf der Leistung einer Hefner-Lampe basierte.

Es wurde klar, dass eine besser definierte Einheit benötigt wurde. Jules Violle hatte einen Standard vorgeschlagen, der auf dem Licht basierte, das von 1 cm2 Platin bei seinem Schmelzpunkt (oder Gefrierpunkt) ausgestrahlt wurde, und nannte ihn Violle. Die Lichtintensität war auf den Planckschen Strahlereffekt (ein schwarzer Körper) zurückzuführen und somit unabhängig von der Konstruktion des Geräts. Dies machte es für jedermann einfach, den Standard zu messen, da hochreines Platin weithin verfügbar und leicht herzustellen war.

Die Commission Internationale de l’Éclairage (Internationale Beleuchtungskommission) und das CIPM schlugen auf der Grundlage dieses Grundkonzepts eine „neue Kerze“ vor. Der Wert der neuen Einheit wurde jedoch so gewählt, dass er der früheren Einheit Candlepower ähnelte, indem die Violle durch 60 geteilt wurde. Der Beschluss wurde 1946 von der CIPM verkündet:

Der Wert der neuen Kerze ist so gewählt, dass die Helligkeit des vollen Strahlers bei der Erstarrungstemperatur des Platins 60 neue Kerzen pro Quadratzentimeter beträgt.

Er wurde dann 1948 von der 9. Im Jahr 1967 entfernte die 13. CGPM den Begriff „neue Kerze“ und gab eine geänderte Version der Candela-Definition, die den atmosphärischen Druck angibt, der auf das gefrierende Platin angewendet wird:

Die Candela ist die Lichtstärke, in der senkrechten Richtung, einer Oberfläche von 1 / 600 000 Quadratmeter eines schwarzen Körpers bei der Temperatur des gefrierenden Platins unter einem Druck von 101 325 Newton pro Quadratmeter.

Im Jahr 1979 hat die 16. CGPM aufgrund der Schwierigkeiten bei der Realisierung eines Planck-Strahlers bei hohen Temperaturen und der neuen Möglichkeiten der Radiometrie eine neue Definition der Candela angenommen:

Die Candela ist die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Quelle, die monochromatische Strahlung mit einer Frequenz von 540×1012 Hertz aussendet und in dieser Richtung eine Strahlungsstärke von 1/683 Watt pro Steradiant hat.

Die Definition beschreibt, wie man eine Lichtquelle herstellt, die (per Definition) eine Candela ausstrahlt, gibt aber nicht die Leuchtkraftfunktion zur Gewichtung der Strahlung bei anderen Frequenzen an. Eine solche Quelle könnte dann zur Kalibrierung von Instrumenten verwendet werden, die für die Messung der Lichtstärke unter Bezugnahme auf eine bestimmte Lichtstärkefunktion ausgelegt sind. In einem Anhang zur SI-Broschüre wird klargestellt, dass die Leuchtkraftfunktion nicht eindeutig festgelegt ist, sondern gewählt werden muss, um die Candela vollständig zu definieren.

Der willkürliche Term (1/683) wurde gewählt, damit die neue Definition genau der alten Definition entspricht. Obwohl die Candela nun in Bezug auf die Sekunde (eine SI-Basiseinheit) und das Watt (eine abgeleitete SI-Einheit) definiert ist, bleibt die Candela per Definition eine Basiseinheit des SI-Systems.

Die 26. CGPM genehmigte die moderne Definition der Candela im Jahr 2018 als Teil der Neudefinition der SI-Basiseinheiten im Jahr 2019, die die SI-Basiseinheiten in Bezug auf grundlegende physikalische Konstanten neu definiert.

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