Quantité de lumière
| Unités SI | lumen seconde (lm s) |
|---|---|
| Base SI | cd⋅s⋅sr |
| Nature | Grandeur scalaire extensive |
| Symbole usuel | |
| Lien à d'autres grandeurs |
|
La quantité de lumière est une mesure de la quantité d'énergie électromagnétique dans le spectre visible, qui tient compte de la sensibilité relative de l'œil humain aux différentes longueurs d'onde. Naïvement, on peut la considérer comme correspondant à un nombre de photons, à ceci près que certains photons (ceux auxquels notre œil est le plus sensible) comptent plus que d'autres, et ceux en dehors du spectre visible ne comptent pas du tout. Plus précisément, la quantité de lumière est le produit d'un flux lumineux (donc, pondéré par la sensibilité de l’œil) par la durée pendant laquelle ce flux se produit ; ou, si le flux varie dans le temps, c'est l'intégrale temporelle du flux lumineux.
La quantité de lumière se mesure en lumens secondes (symbole : lm s), un lumen seconde étant la quantité de lumière transportée en une seconde par un flux de un lumen.
Relations avec d'autres grandeurs
[modifier | modifier le code]- La quantité de lumière émise par une source est égale à l'énergie consommée par cette même source (en joules) multipliée par son efficacité lumineuse (en lumens par watt).
- La quantité de lumière reçue par une surface sensible (par exemple une pellicule photographique) est égale à l'exposition lumineuse reçue (en lux-secondes) multipliée par la superficie de cette surface (en mètres carrés).
Grandeurs et unités photométriques et radiométriques
[modifier | modifier le code]Le tableau ci-dessous rassemble les grandeurs, symboles, unités et dimensions des grandeurs énergétiques ou radiométriques, ainsi que des grandeurs lumineuses ou photométriques qui leur sont associées[1] selon la norme ISO 80000-7[2].
| Grandeur radiométrique | Symbole | Unité SI (symbole) | Dimension[3] | Grandeur photométrique | Symbole | Unité SI (symbole) | Dimension |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Énergie rayonnée | joule (J) | M L2 T−2 | Quantité de lumière | lumen seconde (lm s) | J Ω T | ||
| Flux énergétique (puissance rayonnée)[4] | watt (W) | M L2 T−3 | Flux lumineux[4] | lumen (lm) | J Ω | ||
| Intensité énergétique[4] | watt par stéradian (W sr−1) | M L2 T−3 Ω−1 | Intensité lumineuse[4] | candela (cd) | J | ||
| Luminance énergétique / Radiance[5] | watt par mètre carré et par stéradian (W m−2 sr−1) | M T−3 Ω−1 | Luminance lumineuse / Luminance[6] | candela par mètre carré (cd m−2) | J L-2 | ||
| Éclairement énergétique / Irradiation / Irradiance[7] | watt par mètre carré (W m−2) | M T−3 | Éclairement lumineux[4] | lux (lx) | J Ω L-2 | ||
| Exitance / Émittance énergétique | watt par mètre carré (W m−2) | M T−3 | Exitance / Émittance lumineuse[8] | lux (lx) | J Ω L-2 | ||
| Exposition énergétique | joule par mètre carré (J m−2) | M T-2 | Exposition lumineuse / Lumination[9] | lux seconde (lx s) | J Ω T L-2 |
Le tableau ci-dessous présente les relations entre les grandeurs radiométriques et les grandeurs photométriques.
| Grandeur | Symbole | Unité SI (symbole) | Dimension[3] | Description |
|---|---|---|---|---|
| Efficacité lumineuse (d'un rayonnement) | K | lumen par watt (lm W−1) | JΩM−1L−2T3 | Quotient du flux lumineux sur le flux énergétique |
| Efficacité lumineuse (d'une source) | η[10] | lumen par watt (lm W−1) | JΩM−1L−2T3 | Quotient du flux lumineux sur la puissance consommée |
| Coefficient lumineux | V | 1 | Efficacité lumineuse normalisée par l'efficacité maximale possible |
Exemples
[modifier | modifier le code]
- La quantité de lumière nécessaire pour exposer une photographie au format 24 × 36 sur un film de 100 ISO est de l'ordre de 8×10−5 lm·s.
- Un joule d'énergie électromagnétique à 540 THz (longueur d'onde : 555 nm), correspond à 683 lm·s.
- Un photon à cette même longueur d'onde représente 2,44×10−16 lm·s.
- Un flash de studio d'entrée de gamme (150 J) réglé à pleine puissance délivre environ 6 000 lm·s par éclair.
- Une bougie brûlant en 10 h avec une intensité isotrope de 1 cd produit au total 4,5×105 lm·s.
- Une lampe à incandescence de 60 W, émettant 870 lm sur une durée de vie de 2 000 h produit au total 6,26×109 lm·s.
Liens externes
[modifier | modifier le code]
- ↑ Terrien et Desvignes 1972, p. 30 ; Sève 2009, p. 308-311.
- ↑ « ISO 80000-7:2008(fr) — Grandeurs et unités — Partie 7 : Lumière », sur iso.org (consulté le )
- Les symboles dans cette colonne indiquent des dimensions : "M", "L", "T" et "J" correspondent à la masse, la longueur, la durée et l'intensité lumineuse, et non aux symboles des unités mètre, litre, tesla et joule.
- Bureau international des poids et mesures 2019, p. 28
- ↑ Le terme « radiance » est utilisé sous l'influence de la langue anglaise : Sève 2009, p. 308-311. Le terme « luminance énergétique » est conseillé par le Bureau international des poids et mesures 2019, p. 28.
- ↑ La plupart des auteurs utilisent le terme « luminance » bien que le Bureau international des poids et mesures conseille l'utilisation du terme « luminance lumineuse » : Bureau international des poids et mesures 2019, p. 28.
- ↑ Le Bureau international des poids et mesures 2019, p. 28 préconise l'expression « éclairement énergétique ».
- ↑ Le mot « exitance » remplace « émittance » ; le terme « radiance » a été abandonné pour éviter la confusion car il signifie luminance énergétique en anglais et est actuellement utilisé dans ce sens : Sève 2009, p. 308-311.
- ↑ Le terme « lumination » est essentiellement utilisé dans le domaine de la photographie où l'on utilise plutôt la notion d'indice de lumination IL (exposure value EV) : Bouillot 2005, p. 147-149.
- ↑ Le symbole alternatif ρ est parfois utilisé pour l'efficacité lumineuse d'une source.