Candela

1948 előtt számos országban különböző fényerősségi szabványok voltak használatban. Ezek jellemzően egy meghatározott összetételű “szabványos gyertya” lángjának fényerején vagy egy meghatározott kialakítású izzószál fényerején alapultak. Ezek közül az egyik legismertebb az angol gyertyateljesítmény-szabvány volt. Egy gyertyateljesítmény volt az a fény, amelyet egy egyhatod font súlyú, 120 szem/óra sebességgel égő tiszta spermaceti gyertya produkált. Németország, Ausztria és Skandinávia a Hefnerkerze egységet használta, amely egy Hefner-lámpa teljesítményén alapult.

Kiderült, hogy szükség van egy jobban meghatározott egységre. Jules Violle olyan szabványt javasolt, amely 1 cm2 platina olvadáspontján (vagy fagyáspontján) kibocsátott fényen alapult, és ezt Violle-nak nevezte el. A fényerősség a Planck-féle radiátor (fekete test) effektusnak volt köszönhető, és így független volt a készülék felépítésétől. Ez megkönnyítette a mérést bárki számára, mivel a nagy tisztaságú platina széles körben elérhető és könnyen előállítható volt.

A Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (Commission Internationale de l’Éclairage) és a CIPM ezen az alapkoncepción alapuló “új gyertyát” javasolt. Az új egység értékét azonban úgy választották meg, hogy az a korábbi gyertyateljesítmény egységhez hasonló legyen, a Violle 60-nal való osztásával. A határozatot a CIPM 1946-ban hirdette ki:

Az új gyertya értéke olyan, hogy a platina megszilárdulásának hőmérsékletén a teljes sugárzó fényereje 60 új gyertya négyzetcentiméterenként.

A határozatot 1948-ban ratifikálta a 9. CGPM, amely elfogadta ennek az egységnek az új nevét, a candelát. 1967-ben a 13. CGPM eltávolította az “új gyertya” kifejezést, és a candela definíciójának módosított változatát adta meg, megadva a fagyasztóplatinára alkalmazott légköri nyomást:

A candela egy fekete test 1 / 600 000 négyzetméternyi felületének fényerőssége merőleges irányban, a fagyasztóplatina hőmérsékletén, 101 325 newton/négyzetméter nyomáson.

A Planck-sugárzó magas hőmérsékleten való megvalósításának nehézségei és a radiometria új lehetőségei miatt 1979-ben a 16. CGPM a candela új definícióját fogadta el:

A candela egy olyan forrás fényerőssége egy adott irányban, amely 540×1012 hertz frekvenciájú monokromatikus sugárzást bocsát ki, és amelynek sugárzási intenzitása az adott irányban 1/683 watt/steradián.

A definíció leírja, hogyan kell előállítani egy olyan fényforrást, amely (definíció szerint) egy candelát bocsát ki, de nem határozza meg a fényerősségfüggvényt a más frekvenciájú sugárzás súlyozására. Egy ilyen forrást aztán fel lehetne használni a fényerősség mérésére tervezett műszerek kalibrálására egy meghatározott fényerősségfüggvényre való hivatkozással. Az SI-brosúra függeléke világossá teszi, hogy a fényerősségfüggvény nincs egyértelműen meghatározva, hanem a candela teljes meghatározásához ki kell választani.

A tetszőleges (1/683) kifejezést azért választották, hogy az új definíció pontosan megfeleljen a régi definíciónak. Bár a candela meghatározása most a másodperc (egy SI alapegység) és a watt (egy származtatott SI egység) tekintetében történik, a candela definíció szerint továbbra is az SI rendszer alapegysége marad.

A 26. CGPM 2018-ban hagyta jóvá a candela modern meghatározását az SI alapegységek 2019-es újradefiniálásának részeként, amely az SI alapegységeket az alapvető fizikai állandók tekintetében határozta újra.

Szólj hozzá!