Rainer Zwisler
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Neue Definition von candela (nach CGPM, 1979): Das candela ist die Lichtstärke (luminous intensity), die in eine bestimmte Richtung abgestrahlt wird, von einer Lichtquelle, die monochromatische Strahlungsenergie der Frequenz 
hertz (entspricht einer Wellenlänge von 555.016 nm unter Standardbedingungen) abstrahlt und deren Strahlstärke in die entsprechende Richtung 1/683 Watt pro steradian beträgt. (Verwendung von Frequenz anstelle von Wellenlänge, um Unabhängigkeit von dem optischen Medium zu erzielen.)
Das lumen ist der Lichtstrom (luminous flux), der innerhalb eines Einheits-Körperwinkels von einem steradian [sr] von einer punktförmigen Lichtquelle ausgeht, die eine gleichmäßige Lichtstärke von einem candela besitzt. Es gilt also: Das lumen ist der Lichtstrom einer monochromatischen Strahlungsenergie, deren Strahlungsstrom (radiant flux) 1/683 Watt beträgt und dessen Frequenz bei hertz liegt.
wobei
eine Konstante ist, der ein beliebiger Wert zugewiesen werden kann (aus historischen Gründen verwendet man den Wert 683);
den Strahlungsfluß innerhalb eines bestimmten Wellenlängenintervalls 
bezeichnet (Einheit Watt);
bezeichnet die relative photopische Hellempfindlichkeitskurve.
wobei die Konstante 
den Wert 1700 zugewiesen bekommt,
stellen eine Beziehung zwischen der psychologischen Größe Lichtstrom (luminous flux) 
und der physikalischen Größe Strahlungsfluß (radiant flux) 
her.
Besonders wichtig ist folgender Zusammenhang zwischen candela und lumen:
1 cd = 1 lmsr
.
Folgende Umrechnungsfaktoren gelten für die Einheiten der Beleuchtung (illuminance):
, also ein lumen pro Quadratmeter (Einheit [lx]); , also ein lumen pro Quadratfuß (Einheit [fcd]); , also ein lumen pro Quadratzentimeter (Einheit [ph]).
Folgende Umrechnungsfaktoren gelten für die Einheiten der Leuchtquellen (luminance):
, also ein candela pro Quadratmeter (Einheit [nt]); , also ein candela pro Quadratzentimeter (Einheit [sb]);
) cd/m , also ein -tel candela pro Quadratmeter (Einheit [asb]); ) cd/cm , also ein -tel candela pro Quadratzentimeter (Einheit [L]); ) cd/ft , also ein -tel candela pro Quadratfuß (Einheit [fL]); = 1 cd/ft , also ein candela pro Quadratfuß (Einheit [cdft 
]); = 1 cd/ft , also ein candela pro Quadratinch (Einheit [cdin ]).
Die (relativen) spektralen Hellempfindlichkeitskurven (spectral luminous efficiency functions) für photopisches bzw. 
für skotopisches Sehen sind relative Funktionen der Wellenlänge, d.h. diese Gewichtungsfunktionen sind so normiert, daß ihr Maximium 1 beträgt (Maximum für photopisches Sehen bei 555 nm und für skotopisches Sehen bei 507 nm). Diese Funktionen werden auch als Tageswertkurve und Nachtwertkurve . Die Hellempfindlichkeitskurven wurden empirisch aus Flimmerverschmelzungs-Experimenten gewonnen.
Die absoluten spektralen Hellempfindlichkeitskurven (spectral luminous efficiacy functions) 
für photopisches bzw. 
für skotopisches Sehen errechnen sich folgendermaßen aus denspektralen Hellempfindlichkeitskurven (spectral luminous efficiency functions):
;
.
Diese Funktionen setzen also für monochromatische Strahlungen der Wellenlänge 
den Lichtstrom in Relation zu den Strahlungsfluß ; die Faktoren und 
werden dabei folgendermaßen fetgelegt:
lumen pro Watt [lm W ] und
lumen pro Watt [lm W ],
wobei 
nm. und sind so normiert, daß bzw. die maximale photopische bzw. skotopische Hellempfindlichkeit bedeuten. Die Einheit ist lumen pro Watt (also wie viele lumen pro Watt wahrgenommen werden). Beachtenswert ist auch, daß bei der Wellenlänge nm (also beim Maximum der Tageswertkurve die Empfindlichkeit für photopisches und skotopisches Sehen gleich groß ist (d.h. die beiden Funktionen schneiden sich an dieser Stelle).
In der Praxis ist vor allem die Messung der folgenden Quantitäten von Bedeutung:
Folgende Methoden lassen sich füer photometrische Messungen unter anderem einsetzen:
-Funktion entspricht. -Funktion.
Zur Bestimmung des gesamten Lichtstroms (luminous flux) wird die von einer LIchtquelle ausgehende Lichtstärke 
in einer Vielzahl von Richtungen 
bestimmt; dann werden die gemessenen Lichtstärken über den gesamten Körperwinkel von 
steradian integriert. Dies geschieht gemäß folgender Gleichung
wobei 
der Polarwinkel und 
der Azimuthwinkel im sphärischen Koordinatensystem, dessen Ursprung die Lichtquelle ist, darstellt.
Die Lichtstärke 
bezieht sich auf den Anteil des gesamten Lichtstroms , der von einer Punktquelle ausgeht, die sich in alle Richtungen gleichmäßig verteilt; es geht um einen kleinen Kegel mit dem Körperwinkel 
, dessen Ursprung die Lichtquelle selbst ist und dessen Achse in die gegebene Richtung zeigt:
Dabei sei daran erinnert, daß die Einheit lm sr identisch mit candela ist.
Die Beleuchtungstärke 
läßt sich einfach definieren als Quotient aus dem Lichtstrom d P über der Fläche d A, die von der Lichtquelle beleuchtet wird.
Die Beleuchtungsstärke an einem Oberflächenelement ist also proportional zu der Lichtstärke der Lichtquelle und umgekehrt proportional zur Entfernung von dieser Lichtquelle.
Die Einheit lux (lx) 
(lx m ) wurde als Standardeinheit der Beleuchtungsstärke gewählt, denn die Beleuchtung, die durch ein lumen an Lichtstrom auf einen Quadratmeter Oberfläche gestrahlt wird, entspricht einem lux. Die Einheit Meter-Candela ist definiert als die Beleuchtungsstärke, die durch ein candela an Lichtstärke auf einer Oberfläche, die einen Meter entfernt ist, erzeugt wird.
Die Messung der Leuchtdichte 
(bzw. kurz L) ist besonders wichtig, da sie auf gewisse Weise mit der wahrgenommenen Helligkeit koreliert. Zur Wiederholung: Leuchtdichte beschreibt den Lichtstrom in eine bestimmte Richtung und an einem bestimmten Oberflächenpunkt der Quelle (bzw. des Detektors, der in der entsprechenden Richtung in einer bestimmten Entfernung von der Quelle aufgestellt ist).
Die Messung der Leuchtdichte von kleinen LIchtquellen, von kleinen Flächen ausgedehnter Lichtquellen oder von kleinen durch eine Lichtquelle beleuchteten Flecken kann durch Verwendung eines optischen Abbildungssystems erleichtert werden. Es lassen sich die selben Optiken verwenden, die in Experimenten nach dem Paradigma des Maxwellian view (das Auge des Beobachters wird direkt hinter die Blende gebracht) eingesetzt werden: Die Linse wird als gleichförmig mit dem ankommenden Licht gefüllt wahrgenommen; ihre Leuchtdichte hängt von der Leuchtdichte der Lichtquelle und der Transmission der Linse ab.
Die Leuchtdichte (bzw. Luminanz) an einem Punkt einer Oberfläche in eine bestimmte Richtung ist der Quotient aus
Sie wird für selbstleuchtende Farben bestimmt. Berechnung durch folgende Formel:
Die Einheit beträgt candela/m (cd/m ).
Die Farbwerte (chromaticity coordinates) eines Reizes sind die Verhältnisse eines jeden der drei Tristimulus-Werte (die Beträge der drei Primärfarben, die in eine additive Mischung eingebracht werden müßten, um einen Match zu dem entsprechenden Farbreiz herzustellen) zu deren Summe.
Die Angabe der Farbwerte erfolgt in den x, y, z-Koordinaten.
Die Beleuchtungsstärke an einem Oberflächenpunkt ist der Quotient aus
Berechnung durch folgende Formel:
Die Einheit beträgt lumen/m (lm/m ) bzw. lux oder footcandles.
Die Irradianz 
an einem Punkt der Oberfläche ist der Quotient aus
Die Einheit beträgt Watt/m (W/m ).
Die Lichtstärke in eine bestimmte Richtung ist der Quotient aus
Berechnung durch folgende Formel:
Die Einheit beträgt candela (cd), also lumen/steradiant (lm/sr).
Als Strahlstärke 
wird der von einer punktförmigen Strahlungsquelle in eine Raumwinkeleinheit abgegebene Strahlungsfluß P (die von einer Strahlungsquelle in einer Zeiteinheit abgegebene Energie; wird in Watt gemessen) bezeichnet; es handelt sich also um den Quotient aus
, der von einer Leuchtquelle in einem infinitesimalen Flächenwinkel in die entsprechende Richtung abgegeben wird, und
Die Einheit ist Watt/Steradiant (W/sr); der Index e deutet an, daß es sich dabei um eine Strahlungsgröße handelt.
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