Os direitos de tradução e adaptação foram gentilmente cedidos pelo National Physical Laboratory - NPL do Reino Unido. Tradução e adaptação organizada pelo Centro de Capacitação - CICMA do Inmetro.

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Tabela comparando luminância aproximada de várias fonTes

FONTe de LUz LUMINâNCIA (cd/m2)

Bomba de fissão atômica (0,1 milissegundo após explodir)

2 x 1012

luz de um relâmpago 8 x 1010

O Sol, observado da superfície da Terra ao meio dia 1,6 x 109

Flash de câmera fotográfica 2,5 x 108

Lâmpada incandescente de 60 W 1,2 x 105

Chama de vela de cera de esperma 1 x 104

céu claro, azul 4 x 103

Lua, observada da superfície da Terra 3 x 103

Céu estrelado 5 x 10-4

// luZ

> por que a candela?A eficiência e facilidade com que vemos as coisas depende do nível de luminosidade presente. É importante, então, desenvolver um sistema científico para realizar a medição dos níveis de luminosidade. Isso nos ajudará a determinar quanta luz ilumina o que estamos fazendo, e nos ajuda no desenvolvimento e comparação de uma miríade de fontes artificias disponíveis hoje em dia. Alcançar níveis específicos de luminosidade é importante para as áreas de saúde e regulação, garantindo que o nível de luminosidade em um laboratório ou sala de aula é o recomendado, que a iluminação de estradas é adequada, que o brilho das luzes de emergência é correto. Também é importante em muitas atividades de entretenimento e lazer, como televisão, fotografia e iluminação de estádios, só para citar umas poucas.

A unidade de base SI (Sistema Internacional de Unidades) escolhida para quantificar nossas medições de intensidade luminosa é a “candela”.

1860 > A primeira realização da candela foi feita usando velas feitas de uma cera presente no esperma de baleias, conhecida como espermacete.

1898 > O próximo passo na história da candela é o desenvolvimento de lâmpadas de gás reprodutíveis. Essas lâmpadas queimavam uma mistura de gás pentano e ar, num queimador sem pavio e representavam um enorme avanço tecnológico.

1909 > A primeira tentativa bem sucedida de estabelecer uma unidade internacionalmente reconhecida só ocorre em 1909. Neste ano, foi firmado um acordo entre os laboratório do Reino Unido (NPL), estados Unidos (NBS) e França (LCe) adotando uma unidade, derivada da lâmpada de pentano, mas utilizando filamentos de carbono.

1940 > Padrões baseados em corpos negros, dispositivos aquecidos para simular um absorvedor e emissor perfeito de radiação, foram realizados experimentalmente pela primeira vez em 1930. em 1° de janeiro de 1940,

a unidade de intensidade luminosa foi definida em função do brilho de um corpo negro, radiador de Planck, na temperatura de congelamento da platina. Essa unidade foi chamada de “vela nova” e foi largamente utilizada em todo o mundo.

1948 > Em 1948, a “vela nova” voltou a ser novamente candela e foi adotada em todo o mundo. Ela foi definida como: “a magnitude de uma candela é tal que a luminância de um corpo negro à temperatura de solidificação da platina é de 60 candelas por centímetro quadrado”.

1979 > A atual definição da candelaEm 1979 a candela foi mais uma vez redefinida em função do watt e de um único comprimento de onda da luz. Ela foi definida como: “A candela é a intensidade luminosa, numa direção dada, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de frequência 540 x 1012 hertz ecuja intensidade energética nessa direção é 1/683 watt por esterradiano”. (O esterradiano é a unidade de ângulo sólido)

> a candela e o olhoA potência da radiação luminosa é medida em watts. Contudo, nosso olho não consegue perceber todas as cores, ou comprimentos de onda, da mesma forma e, assim, uma outra unidade é necessária para descrever o efeito visual da radiação luminosa. Esta unidade é a candela. Nosso olho é mais sensível à radiação na região do verde-amarelo do espectro, próximo à cor que corresponde ao pico da luz do Sol que chega à superfície da Terra. É menos sensível à luz vermelha ou azul. Acordou-se internacionalmente que uma função especial, conhecida como função V(λ), descreve a maneira como o olho responde às diferentes cores da luz.

A forma da função V(λ), a forma aproximada de resposta dos olhos aos diferentes comprimentos de onda da luz, denota como percebemos as diferentes fontes de luz. Por exemplo, uma lâmpada incandescente de 60 W, dessas que se tem em casa, consome mais de seis vezes a potência elétrica de uma lâmpada compacta fluorescente de 9 W, mas ambas são percebidas como produzindo aproximadamente a mesma quantidade de luz, fornecendo-nos intensidade luminosa com a mesma quantidade de candelas. Isso ocorre porque a maior parte da potência usada pelo filamento de tungstênio corresponde à radiação na região do infravermelho, para a qual os olhos não respondem. Por outro lado, a lâmpada fluorescente compacta tem seu pico de radiação mais próximo ao pico de sensibilidade de nossos olhos.

Entretanto, essa definição só tem sentido se pudermos utilizá-la para medições de fontes reais de luz, como a lâmpada incandescente. Isso é conhecido como realização. As maneiras como a candela tem sido realizada historicamente e da forma como ela é realizada hoje em dia são descritos abaixo:

> realiZação aTual da candelaA candela foi redefinida em 1979 em função do watt porque o uso do corpo negro (como exigido na definição anterior) era muito difícil de ser feita experimentalmente e a temperatura na qual se realizava era muito abaixo das temperaturas típicas de modernas fontes de luz.

A realização radiométrica da candela no Inmetro foi completada em 2005. O método utiliza um radiômetro criogênico, um equipamento capaz de medir a potência óptica (em watts) de um feixe de laser com um exatidão da ordem de 0,01%. O feixe de laser foi usado para calibrar um fotômetro, um detector com um filtro que faz as vezes da resposta do olho, que é então usado para medir a intensidade luminosa (em candelas) emitida por uma lâmpada de filamento de tungstênio com uma exatidão de 0,01%. Outros tipos de lâmpadas podem também ser medidas, tanto diretamente, usando o fotômetro, ou por comparação com a lâmpada de filamento de tungstênio. Este experimento não é simples, e muitos outros experimentos secundários são necessários para estabelecer com exatidão a candela.

> a função v(λ)A função V(λ) descreve a capacidade de uma luz visível produzir uma resposta visual. Ela é a definição da sensibilidade relativa do olho a diferentes comprimentos de onda, ou cores, da luz. Através de extensivos experimentos realizados em muitos laboratórios, utilizando dados obtidos de observadores ajustando o brilho de diferentes cores, essa função foi definida em 1924. A função tem um máximo, no pico de sensibilidade do olho, para o comprimento de onda de 555 nm (frequência de 540 x 1012 Hz), que corresponde à cor verde-amarelada.

A função V(λ) representa uma média obtida sobre a resposta dos olhos de 200 pessoas diferentes, cobrindo um vasto intervalo de idades (de 18 a 60 anos) e de ambos os sexos. A resposta do olho varia, de fato, de pessoa a pessoa e muda com a idade à medida que o cristalino se deteriora. Isso significa que não existe uma pessoa padrão. Significa que as pessoas reais veem a vida de maneiras ligeiramente diferentes.

A visão é um dos mAis importAntes de nossos cinco sentidos. Muitas vezes, é através da visão que compreendemos e apreendemos do ambiente a nossa volta, o que nos permite definir ações e movimentos. Nossa habilidade de realizar certas tarefas depende em muito de como as percebemos. De forma em geral não consciente, nossa percepção visual do ambiente afeta nossas emoções, humor e o sentido de bem estar.

> a hisTória da realiZação da candela