Světelný tok je odvozená jednotka soustavy SI. Jednotkou světelného toku je lumen [lm].
Lumen je ekvivalent 1,464 miliwattu zářivé elektromagnetické energie na frekvenci 540 THz (555 nm). Jedná se v podstatě o zářivý výkon vyzářený zdrojem posuzovaný z hlediska citlivosti lidského oka.
Co je světelný tok
Světelný tok (luminous flux) udává, kolik viditelného světla zdroj vyzařuje — tedy zářivý výkon vážený citlivostí lidského oka. Liší se od zářivého výkonu (radiant flux ve wattech), který zahrnuje i neviditelné záření, jako je infračervené teplo nebo ultrafialové záření.
Lidské oko je nejcitlivější na vlnovou délku 555 nm (zelenožluté světlo) v podmínkách denního vidění. Mimo tuto vrcholovou hodnotu citlivost prudce klesá — modré nebo červené světlo o stejném zářivém výkonu se nám jeví slabší. Tento vztah popisuje fotopická funkce zrakové citlivosti V(λ), kterou normalizuje Mezinárodní komise pro osvětlování (CIE).
Definice lumenu
- Lumen
- je světelný tok vyzařovaný do prostorového úhlu 1 steradiánu bodovým zdrojem, jehož svítivost je ve všech směrech 1 kandela.
Vztah lze zapsat zkráceně jako 1 lm = 1 cd·sr. Definice byla v této formě přijata v roce 1979.
Jednotku lumen navrhl André Eugene Blondel (1863–1938) — francouzský inženýr a fyzik, který založil soustavné fotometrické jednotky.
Převod wattu na lumeny
Maximální převodní poměr platí pouze pro monochromatické světlo o vlnové délce 555 nm:
- 1 W = 683 lm při frekvenci 540 THz (555 nm) — oficiální hodnota od roku 1979 [11 str. 30].
- 1 W = 680 lm — starší zaokrouhlená hodnota [10 str. 783] (za tuto definici děkuji M. Wittnerovi).
Konstanta Kcd = 683 lm/W je jednou ze sedmi definujících konstant soustavy SI a jako jediná z nich je vázána na lidské vnímání.
U reálných zdrojů, které vyzařují širší spektrum, je převod nižší. Bílé světlo z LED dosahuje typicky 150–200 lm/W, teoretický maximální poměr pro kvalitní bílé světlo je kolem 300 lm/W.
Praktické hodnoty světelného toku
- Klasická 100W žárovka — přibližně 1 700 lm
- 23W kompaktní zářivka — 1 400 až 1 600 lm
- 9W LED žárovka — přibližně 800 lm (ekvivalent 60W žárovky)
- Svíčka — přibližně 12 lm
Od roku 2010 vyžaduje legislativa Evropské unie, aby svítidla měla na obalu uveden světelný tok v lumenech jako primární údaj výkonu.
Související
- Svítivost — kandela (cd) jako základní jednotka SI
- Osvětlení — lux jako lumen na metr čtvereční (lm/m²)
- André Eugene Blondel — autor jednotky lumen