Лумен

ЛУмен
Систем	СИ изведена јединица
Јединица	Светлосни флукс
Симбол	lm
Јединична претварања
1 lm у ...	... је једнак са ...
Основне јединице СИ система	1 cd⋅sr

У физици, а посебно у фотометрији, лумен (симбол: lm) је СИ изведена јединица светлосног флукса. То је количина светлости која пада на јединичну сферну површину са јединичне удаљености од извора од једне канделе. У стерадијанима ово је еквивалентно количини светлости која пада на јединични угао од извора светлости од једне канделе. Алтернативно, један лумен је укупна светлост произведена од стране изотропног светлосног извора (од 1/4π канделе). Светлосна сијалица од 100 вати ће одати око 1400 лумена.

Дефиниција

Двадесетшеста Генерална конференција о теговима и мерама (CGPM) је редефинисала фотометријске јединице 2018. године. Са новом дефиницијом, која је ступила на снагу 20. маја 2019, лумен се

[...] дефинише узимајући фиксну нумеричку вредност светлосне ефикасности монохроматског зрачења фреквенције 540 × 10¹² Hz, K_cd, да буде 683 када се изрази у јединици lm W^–1 [...]

Пре 2019. године, дефиниција се заснивала на кандели. Лумен је повезан са канделом као

1 lm = 1 cd ⋅ sr.

Пуна сфера има просторни угао од 4π стерадијана, те извор светлости који равномерно зрачи једну канделу у свим правцима има укупан светлосни флукс од 1 cd × 4π sr = 4π cd⋅sr ≈ 12,57 лумена.

Светлосни ток

Детаљније: Светлосни ток

Светлосни ток, луминацијски флукс или светлосна снага (ознака Ф_s) је фотометријска физичка величина која описује снагу одасланог, пренесеног или примљеног светлосног зрачења; одређена је као умножак светлосне јачине I_s и угла осветљења ω:

$\Phi _{s}=I_{s}\cdot \omega$

Мерна јединица светлосног тока јесте лумен (lm).

Фотометрија

Детаљније: Фотометрија (оптика)

Фотометрија је грана оптике која се бави мерењем својстава светлости (својстава извора светлости, светлосног тока и осветљења површина). Историјска фотометријска мерења обављана су помоћу људског ока, а савремена фотометријска мерења, иако користе електронске фотометре, прилагођена су осетљивости људскога ока. Обухваћају само онај део спектра електромагнетских таласа који запажа људско око, то јест ограничена су на таласне дужине од приближно 380 до 780 nm. Како људско око није једнако осетљиво на све таласне дужине видљиве светлости, за сваку се таласну дужину помоћу фотометријског еквивалента и функције осетљивости вида одређује еквивалентна вредност стандардног проматрача (према Међународној организацији за нормизацију ИСО). Мерењима својстава целокупнога електромагнетског спектра бави се радиометрија.

Фотометријске величине и мерне јединице

Фотометријске величине и мерне јединице

Величина		Мерна јединица		Напомена
назив	знак	назив	знак
Светлосна енергија	Qs	лумен секунда	lm⋅s	назива се и количина светлости
Светлосни ток	Φs	лумен (cd⋅sr)	lm	назива се и луминацијски флукс или светлосна снага
Светлосна јакост	Is	кандела (lm/sr)	cd	назива се и луминацијски интензитет
Сјајност	Ls	кандела по квадратном метру	cd/m2	назива се и луминанција
Осветљење	Es	лукс (lm/m2)	lx	назива се и илуминација
Осветљеност	Hs	лукс секунда	lx⋅s	назива се и светлосна изложеност или експозиција
Светлосна делотворност	η	лумен по вату	lm/W	назива се и луминацијска ефектност

Објашњење

Количина светлости коју тачкасти извор светлости шаље (емитује) у простор у свим правцима у једној секунди, назива се светлосни ток или луминацијски флукс. Опколи ли се тачкасти извор светлости јакочине 1 канделе (cd) куглом пречника 1 метар (m), онда је количина светлости што пролази кроз 1 m² кугле мерна јединица за светлосни ток и зове се 1 лумен (lm). Просторни угао који припада равни од 1 m² је јединични просторни угао и зове се стерадијан (sr). Будући да је површина кугле 4r²π, те је површина јединичне кугле (r = 1 m) једнака 4π или 12,57 m². Значи кугла полупречника 1 m има 12,57 стерадијана. Према томе може се рећи: 1 лумен је онај светлосни ток који даје тачкасти извор светлости од 1 канделе у просторном углу од 1 стерадијана.

Ако извор светлости шаље светлост t секунди, онда је укупна количина светлости коју он даје једнака умношку времена:

$Q_{s}=\Phi _{s}\cdot t$

Светлосна енергија мери се луменсекундама или лумен секундама (lm∙s) или луменсатима (lm∙ h). Како извор светлости јачине 1 кандела шаље у 1 стерадијан ток светлости од 1 лумена, онда ће кроз површину од 4π = 12,57 m² слати светлосни ток 12,57 lm. Генерално, извор светлости јачине I_s (у канделама) даће светлосни ток (у луменима):

$\Phi _{s}=4\cdot \pi \cdot I_{s}$

а одатле је светлосна јачина (у канделама):

$I_{s}={\frac {4\cdot \pi }{\Phi _{s}}}\$

Примери

Успоредна таблица светлосног тока неких извора светлости

Извор	Светлосни ток (лумен)
37 mW бела ЛЕД (светлећа диода)	0,20
15 mW зелени ласер (532 nm таласна дужина	8,4
1 W бела ЛЕД светиљка	25 – 120
Петролејка	100
40 W електрична сијалица	325
7 W бела ЛЕД светиљка	450
18 W флуоресцентна цев	1 250
100 W електрична сијалица	1 750
40 W флуоресцентна цев	2 800
35 W електролучна светиљка (ксенон)	2 200 – 3 200
100 W флуоресцентна цев	8 000
127 W натријумова сијалица	25 000
400 W халогена сијалица	40 000

Расвета

Светиљке које се користе за осветљење обично се означавају са излазом светлости у луменима; у многим јурисдикцијама то је законом прописано.

Спирална компактна флуоресцентна светиљка од 23 W емитује око 1.400–1.600 lm. Многе компактне флуоресцентне светиљке и други алтернативни извори светлости означени су као еквивалентни сијалици са специфичном снагом. Испод је дата табела која приказује типични светлосни ток за уобичајене сијалице са жарном нити и њихове еквиваленте.

Еквиваленти електричне снаге за различите лампе

Минимални излаз светлости (лумена)	Потрошња електричне енергије (вати)
	[Инкандесцентна сијалица|Инкандесцентна]]		Компактана флуоресцентна	LED
	Нехалогена	Халогена
200	25		3-5	3
450	40	29	9–11	5–8
800	60		13–15	8–12
1.100	75	53	18–20	10–16
1.600	100	72	24–28	14–17
2.400	150		30–52	24-30
3.100	200		49–75	32
4.000	300		75–100	40,5

Дана 1. септембра 2010. године, на снагу је ступио закон Европске уније којим се захтева да опрема за осветљење мора бити означена првенствено светлосним флуксом (lm), уместо електричном снагом (W). Ова промена резултат је ЕУ директиве о еколошком дизајну за производе који користе енергију (EuP). На пример, према стандарду Европске уније, енергетски ефикасна сијалица за коју се тврди да је еквивалент 60 W волфрамске сијалице мора имати минималну излазну светлост од 700–750 lm.

Литература

• E Richard Cohen; Tom Cvitas; Jeremy G Frey; Bertil Holstrom; John W Jost, ур. (2007). Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (PDF). International Union of Pure and Applied Chemistry (3. изд.). Royal Society of Chemistry; 3rd edition. ISBN 0854044337. 

• International Union of Pure and Applied Chemistry (1993). Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry, 2nd edition, Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8. Electronic version.
• E. Fred Schubert (2006). Light-Emitting Diodes. Cambridge University Press. ISBN 978-1-139-45522-0. 
• Krigel, A; Berdugo, M; Picard, E; Levy-Boukris, R; Jaadane, I; Jonet, L; Dernigoghossian, M; Andrieu-Soler, C; Torriglia, A; Behar-Cohen, F (2016). „Light-induced retinal damage using different light sources, protocols and rat strains reveals LED phototoxicity” (PDF). Neuroscience. 339: 296—307. PMID 27751961. S2CID 1619530. doi:10.1016/j.neuroscience.2016.10.015. 
• „How Energy-Efficient Light Bulbs Compare with Traditional Incandescents”. energy.gov. Приступљено 4. 2. 2018. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• „CFLs vs. LEDs: The Better Bulbs”. greenamerica.org. Приступљено 31. 8. 2016. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• „Lightbulb Efficiency Comparison Chart”. greatercea.org. 24. 3. 2015. Приступљено 4. 2. 2018. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• „Dubai Lamp | Philips Lighting”. Philips.ae. Приступљено 2. 8. 2019. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• „Lighting world first: Philips breaks 200 lumens per watt barrier” (PDF). Philips.com. Приступљено 2. 8. 2019. CS1 одржавање: Формат датума (веза)
• „Philips and Dubai unveil world's most efficient LED bulb”. newatlas.com. 6. 10. 2016. CS1 одржавање: Формат датума (веза)

Спољашње везе

• International Lighting Vocabulary 2nd Edition (online searchable version of international standard CIE S 017:2020