Введение

Люкс (символ: лк) — производная единица СИ освещённости, определяемая как световой поток на единицу площади в Международной системе единиц (СИ). Он равен одному люмену на квадратный метр. В фотометрии люкс используется для измерения интенсивности света, воспринимаемой человеческим глазом, падающего на поверхность или проходящего через неё. Люкс аналогичен радиометрической единице ватт на квадратный метр, но мощность на каждой длине волны в нём учитывается с весом, определяемым функцией световой эффективности — моделью восприятия яркости человеческим зрением, стандартизированной CIE и ISO. В английском языке слово "lux" используется как в единственном, так и во множественном числе. Слово происходит от латинского слова "lux", означающего "свет".

Отношение между освещенностью и излучением

Как и все фотометрические единицы, люкс имеет соответствующую "радиометрическую" единицу. Различие между любой фотометрической единицей и соответствующей ей радиометрической единицей состоит в том, что радиометрические единицы основаны на физической мощности, при этом все длины волн взвешиваются одинаково, в то время как фотометрические единицы учитывают, что световая система формирования изображения человеческого глаза более чувствительна к некоторым длинам волн, чем к другим, и, соответственно, каждой длине волны присваивается различный вес. Этот весовой коэффициент известен как функция световой эффективности. Люкс равен одному люмену на квадратный метр (лм/м2), а соответствующая радиометрическая единица, измеряющая облученность, – ватт на квадратный метр (Вт/м2). Не существует единого коэффициента пересчета между люксами и Вт/м2; для каждой длины волны существует свой коэффициент пересчета, и пересчет невозможен без знания спектрального состава света. Максимум функции световой эффективности приходится на 555 нм (зеленый цвет); световая система формирования изображения глаза наиболее чувствительна к свету этой длины волны. Для монохромного света этой длины волны освещенность, создаваемая заданным уровнем облученности, максимальна: 683,002 лк на 1 Вт/м2; облученность, необходимая для получения 1 лк при этой длине волны, составляет приблизительно 1,464 мВт/м2. Другие длины волн видимого света создают меньше люксов на ватт на квадратный метр. Функция световой эффективности падает до нуля для длин волн, находящихся за пределами видимого спектра. Для источника света со смешанными длинами волн количество люменов на ватт можно рассчитать с помощью функции световой эффективности. Чтобы источник света казался достаточно "белым", он не может состоять исключительно из зеленого света, к которому наиболее чувствительны световые фоторецепторы, формирующие изображение глаза, а должен включать в себя значительную смесь красного и синего света, к которым они гораздо менее чувствительны. Это означает, что белые (или близкие к белому) источники света производят значительно меньше люменов на ватт, чем теоретический максимум в 683,002 лм/Вт. Отношение между фактическим количеством люменов на ватт и теоретическим максимумом выражается в процентах, известных как световая отдача. Например, обычная лампа накаливания имеет световую отдачу всего около 2%. Фактически, световая эффективность отдельных глаз незначительно различается. Однако фотометрические единицы точно определены и точно измеримы. Они основаны на согласованной стандартной функции световой эффективности, полученной на основе измерений спектральных характеристик светового фоторецептора, формирующего изображение, во многих отдельных человеческих глазах.

Использование в спецификациях видеокамер

Спецификации для видеокамер, таких как видеокамеры и камеры видеонаблюдения, часто указывают минимальный уровень освещенности в люксах, при котором камера способна записать приемлемое изображение. Видеокамера с хорошей светочувствительностью будет иметь более низкое значение в люксах. Для фотокамер такая спецификация обычно не используется, поскольку для получения снимков при очень низкой освещенности можно применять более длительные выдержки, в отличие от видеокамер, где максимальная выдержка обычно ограничена частотой кадров.

Единицы освещенности, не относящиеся к системе СИ

Соответствующая единица в английской и американской традиционных системах – это фут-свеча. Одна фут-свеча приблизительно равна 10,764 лкс. Поскольку одна фут-свеча – это освещенность, создаваемая источником в одну канделу на расстоянии одного фута, люкс можно представить как «метр-свечу», хотя этот термин не рекомендуется к использованию, так как он не соответствует стандартам СИ для названий единиц измерения. Один фото (ph) равен 10 килолюкс (10 клк). Один нокс (nx) равен 1 миллилюксу (1 млкс) при цветовой температуре 2042 К или 2046 К (ранее 2360 К).