Cường độ sáng, hay cường độ phát quang, là một đại lượng đặc trưng cho mật độ quang thông phát ra từ một nguồn sáng theo một hướng nhất định. Đơn vị đo của cường độ sáng là candela, đây là đơn vị cơ bản trong Hệ thống Quốc tế các Đơn vị đo lường (SI) dùng để đo lường cường độ sáng. Điều này có nghĩa là, Candela đo lường sức mạnh của ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng theo mỗi đơn vị góc rắn, chiếu theo một hướng nhất định.
Quang thông phát ra từ một nguồn sáng, được phân bố trong không gian và “bị giới hạn” bởi một góc rắn ký hiệu là Ω. Góc rắn này đại diện cho một phần không gian cụ thể qua đó quang thông được phát tán ra từ nguồn. Đơn vị đo của góc rắn là steradian (sr), cho phép ta xác định và đo lường được mật độ ánh sáng mà nguồn sáng phát ra theo các hướng khác nhau trong không gian đó.
Cường độ sáng được tính bằng cách lấy tổng lượng ánh sáng (quang thông, ) phát ra trong một góc rắn cụ thể () và chia cho kích thước của góc rắn đó.
Công thức:
I =
Công thức trên cho thấy mỗi steradian của góc rắn chứa một lượng ánh sáng nhất định. Điều này giúp xác định mức độ “sáng” của nguồn sáng trong các hướng khác nhau, được biểu thị qua cường độ sáng , đơn vị đo là candelas (cd).
Ngoài ra ảnh hưởng của cường độ sáng này ở các khoảng cách khác nhau so với nguồn sáng được biểu thị bởi mật độ của quang thông tại một khu vực diện tích (A) cụ thể trong không gian. Mật độ quang thông này được gọi là độ rọi đơn vị là (lux)
E =
Candela đơn vị đo lường tiêu chuẩn của cường độ sáng
Candela là đơn vị đo cường độ sáng, được thiết kế không chỉ để tính toán công suất ánh sáng mà còn dựa trên chức năng độ sáng chuẩn, một yếu tố quan trọng cho thấy mức độ nhạy cảm của mắt người với các bước sóng ánh sáng khác nhau. Việc này không chỉ giúp đo lường ánh sáng một cách khoa học, mà còn đảm bảo ánh sáng đó được cảm nhận phù hợp với cảm quan của con người.
Vào năm 2018, tại Đại hội đồng Trọng lượng và Đo lường Quốc tế lần thứ 26, định nghĩa của Candela đã được làm mới, mang lại một bước ngoặt trong cách chúng ta hiểu và áp dụng đơn vị đo lường này. Định nghĩa mới, có hiệu lực từ ngày 20 tháng 5 năm 2019, dựa trên hiệu quả phát quang của bức xạ đơn sắc với tần số 540 x 10¹² Hz, với giá trị số cố định Kcd là 683 lm/W, tương ứng với cd sr W -1.
Điều này không chỉ làm sáng tỏ mối quan hệ giữa cường độ ánh sáng và công suất phát ra của nguồn sáng mà còn phản ánh một cách chính xác hơn cách ánh sáng được cảm nhận bởi mắt người.
Cường độ sáng cho ánh sáng có bước sóng cụ thể được tính bằng công thức:
Candela không chỉ đo cường độ sáng mà còn liên quan đến hiệu quả phát sáng, một khái niệm quan trọng giúp xác định lượng ánh sáng cảm nhận được từ một nguồn sáng, dựa trên công suất tiêu thụ của nó.
Điều này có ý nghĩa thiết thực trong việc thiết kế và đánh giá hệ thống chiếu sáng, đặc biệt khi mục tiêu là tối ưu hóa độ chói cho mắt người, đảm bảo ánh sáng không chỉ đủ sáng mà còn dễ chịu và phù hợp với môi trường sử dụng.
Candela tìm thấy ứng dụng của mình trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghệ, từ thiết kế chiếu sáng trong kiến trúc đến đánh giá chất lượng màn hình và thiết bị hiển thị. Ví dụ, một cây nến thông thường phát ra ánh sáng với cường độ sáng khoảng 1 cd, trong khi một bóng đèn compact 25 W có thể phát ra khoảng 1500 lumens.
Khi nhìn vào cách ánh sáng này được tập trung hoặc phân tán, ta có thể thấy rõ giá trị của Candela trong việc tạo ra ánh sáng chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Ngoài ra trong quá trình thiết kế chiếu sáng, việc hiểu biết cường độ sáng là một quá trình quan trọng cho việc đảm được một thiết kế tốt nhất về độ chói, đây là một thông số quan trọng giúp nâng cao chất lượng cuộc sống.