Candela

Vóór 1948 waren in een aantal landen verschillende normen voor de lichtsterkte in gebruik. Deze waren meestal gebaseerd op de helderheid van de vlam van een “standaardkaars” van een bepaalde samenstelling, of de helderheid van een gloeidraad van een bepaald ontwerp. Een van de bekendste hiervan was de Engelse standaard van kandelkracht. Eén kaarsvermogen was het licht dat werd geproduceerd door een zuivere spermaceti kaars met een gewicht van een zesde van een pond en een brandtempo van 120 korrels per uur. Duitsland, Oostenrijk en Scandinavië gebruikten de Hefnerkerze, een eenheid gebaseerd op de opbrengst van een Hefner-lamp.

Het werd duidelijk dat een beter gedefinieerde eenheid nodig was. Jules Violle had een standaard voorgesteld gebaseerd op het licht uitgestraald door 1 cm2 platina op zijn smeltpunt (of vriespunt), en noemde dit de Violle. De lichtintensiteit was te danken aan het Planck-effect van de radiator (een zwart lichaam), en was dus onafhankelijk van de constructie van het apparaat. Dit maakte het voor iedereen gemakkelijk om de standaard te meten, aangezien hoogzuiver platina op grote schaal beschikbaar was en gemakkelijk kon worden bereid.

De Commission Internationale de l’Éclairage (Internationale Commissie voor Verlichtingskunde) en het CIPM stelden een “nieuwe kaars” voor, gebaseerd op dit basisconcept. De waarde van de nieuwe eenheid werd echter zo gekozen dat zij gelijkenis vertoonde met de vroegere eenheid kaarskracht door de Violle door 60 te delen. Het besluit werd in 1946 door de CIPM bekendgemaakt:

De waarde van de nieuwe kaars is zodanig dat de helderheid van de volle straler bij de stollingstemperatuur van platina 60 nieuwe kaarsen per vierkante centimeter bedraagt.

Het werd vervolgens in 1948 bekrachtigd door de 9e CGPM die een nieuwe naam voor deze eenheid aannam, de candela. In 1967 schrapte de 13e CGPM de term “nieuwe kaars” en gaf een gewijzigde versie van de candela-definitie, waarbij de op het bevriezende platina toegepaste atmosferische druk werd gespecificeerd:

De candela is de lichtsterkte, in de loodrechte richting, van een oppervlak van 1 / 600 000 vierkante meter van een zwart lichaam bij de temperatuur van bevriezend platina onder een druk van 101 325 newton per vierkante meter.

In 1979 heeft de 16e CGPM, vanwege de moeilijkheden bij het realiseren van een Planck-radiator bij hoge temperaturen en de nieuwe mogelijkheden die de radiometrie biedt, een nieuwe definitie van de candela aangenomen:

De candela is de lichtsterkte, in een bepaalde richting, van een bron die monochromatische straling uitzendt met een frequentie van 540×1012 hertz en die in die richting een stralingsintensiteit heeft van 1/683 watt per steradiaal.

De definitie beschrijft hoe een lichtbron kan worden geproduceerd die (per definitie) één candela uitstraalt, maar specificeert niet de luminositeitsfunctie voor de weging van straling bij andere frequenties. Een dergelijke bron zou dan kunnen worden gebruikt om instrumenten te ijken die zijn ontworpen om de lichtsterkte te meten aan de hand van een gespecificeerde lichtkrachtfunctie. Een bijlage bij de SI-brochure maakt duidelijk dat de luminositeitsfunctie niet uniek gespecificeerd is, maar moet worden gekozen om de candela volledig te definiëren.

De willekeurige (1/683) term werd gekozen zodat de nieuwe definitie precies zou overeenstemmen met de oude definitie. Hoewel de candela nu is gedefinieerd in termen van de seconde (een SI-basiseenheid) en de watt (een afgeleide SI-eenheid), blijft de candela per definitie een basiseenheid van het SI-stelsel.

De 26e CGPM keurde de moderne definitie van de candela in 2018 goed als onderdeel van de 2019-herdefinitie van SI-basiseenheden, waarbij de SI-basiseenheden opnieuw werden gedefinieerd in termen van fundamentele fysische constanten.

Plaats een reactie