Lysstyrke

Lysstyrke eller lysintensitet angir hvor stor lysfluks en lyskilde sender ut i forskjellige retninger. I SI-systemet måles den i enheten candela (cd). Navnet kommer opprinnelig fra lysstyrken til et talglys som antas å sende like mye lys ut i alle retninger.

Når en lyskilde gir en lysfluks Φ = 100 lumen gjennom en romvinkel Ω = 0.1 steradian, er lysstyrken 100 lm/0.1 sr = 1000 candela (cd) i denne retningen.

Hvis et lite areal av en lyskilde sender ut en liten lysfluks d Φ  i en viss retning definert ved en liten romvinkel d Ω, vil lysintensiteten i denne retningen formelt være gitt ved

${\displaystyle I={d\Phi \over d\Omega }}$

Generelt vil den variere med retningen. Hvis kilden er like sterk i alle retninger med styrke I₀, blir den totale lyafluksen Φ = 4π I₀. Antar man at dette gjelder for et stearinlys, vil det skape en total lysfluks som er omtrent 12 lumen stor. Hvis den samme lysfluksen hadde blitt konsentrert innen den halve romvinkelen, ville dens styrke bli doblet.^[1]

Spektral fordeling

Det menneskelige øyet oppfatter hverken infrarød eller ultrafiolett stråling. Maksimal følsomhet har det for lys med bølgelengder rundt λ = 550 nm. Det tilsvarer grønt lys. Følsomheten for andre bølgelengder kan uttrykkes ved en funksjon V(λ) som har et maksimum ved denne bølgelengden og avtar raskt mot null for større og mindre bølgelengder.

Øyet har en maksimal følsomhet for bølgelengder rundt λ = 550 nm som tilsvarer grønn farge.

Alternativt betegnes denne funksjonen som ${\displaystyle {\bar {y}}(\lambda )}$ som er blitt vanlig etter anbefaling av Commission internationale de l’éclairage.^[2]

Generelt vil den elektromagnetiske strålingen som utgjør lyset, ha en intensitet dP/dΩ som varierer med bølgelengden. Den totale strålingsintensiteten i en gitt retning er derfor gitt ved integralet

${\displaystyle {dP \over d\Omega }=\int _{0}^{\infty }\!d\lambda {dP(\lambda ) \over d\Omega }}$

Den synllige delen av denne energistrømmen utgjør lysstyrken i samme retning. For hver bølgelengde er den nå gitt som

${\displaystyle I(\lambda )={d\Phi (\lambda ) \over d\Omega }=K_{m}V(\lambda ){dP(\lambda ) \over d\Omega }}$

hvor konstanten K_m = 683 lm/W. På denne måten kan man finne den spektrale fordelingen av lysintensiteten i hver retning.^[3]

Lamberts lov

Lysintensiteten fra en punktformig lyskilde er den samme i alle retninger. Derimot for lyskilder som har en visse utstrekning, kan den variere med retningen. Hvis man betrakter et lite flateelement dA  på en slik kilde, vil dette ha en retning som kan angis ved dets normal. En vilkårlig retning kan nå angis ved vinkelen θ  som denne danner med normalen. Lyskilden sies å oppfylle Lamberts lov når intensiteten i en slik vilkårlig retning varierer som

${\displaystyle I(\theta )=I_{0}\cos \theta }$

der I₀ er intensiteten normalt på flateelementet. Lyset fra et sort legeme som er tilstrekkelig oppvarmet, oppfyller denne loven.^[1]

Se også

• Candela
• Lysfluks
• Luminans