早期用燭光燈光定義 今更穩定
有一個在書本上不太常見的國際單位制SI單位，可量度我們每天都見到的可見光強度（luminous intensity），那就是光的單位「坎德拉」（candela），縮寫為cd。
在坎德拉這個單位以前，出現過不同的光的強度單位，它們均是以蠟燭或是白熾的鎢絲燈泡的光暗度為量度準則。其中一個有名的單位為燭光（candlepower），縮寫為cp，於19世紀中期的英國使用。一燭光被定義為一根重六分之一磅燃燒速度為每小時120格令（grain，非SI質量單位，約65毫克）的鯨油蠟燭所發出的光度。相對現在的單位，1cp約為0.981cd。
蠟燭光暗變不可靠 綠色光聚焦球面重新定義
德國、奧地利及北歐於19世紀末及20世紀初使用赫夫納燈（Hefner lamp）量度光度，單位是Hefnerkerze （HK），定義為燃燒乙酸戊酯（amyl acetate，一種無色但帶香蕉味的化學物）時，產生40毫米高度火焰時的光度。相對現在的單位，1HK約為0.92cd。
科學家認為，這種靠蠟燭或是燈泡來定義光強度的方式不可靠，因為蠟燭的光暗不斷在改變，所以科學家開始尋求新的定義。1881年，法國物理學家Jules Violle提出不以蠟燭或是燈泡來定義光強度，那就是candela的原形。
Candela量度於一個固定角度內，一個光源在單一方向發出的功率（每秒鐘多少能量的轉換）。那即是，如果燈盞內有一功率為1/683瓦特（watts，W）、同時可發出頻率為540 兆赫（THz）綠色光的燈泡，而燈泡被設置成可以將光均勻地聚焦到一球面度（steradian）所對應的球面上，那麼光的強度就是一坎德拉了。
如果球面度為原來的一半，因為光線更集中，光的強度就是二坎德拉了。
人類對綠色光最敏感
讀者可能會問：為什麼是綠色光？因為人類的肉眼只可以看到可見光，同時對不同頻率的可見光有不用的敏感度，而對綠色光這個頻率最敏感，是以candela取綠色光為定義。
又為什麼是683瓦特？這是歷史問題，為的是讓一坎德拉與之前其他光度的定義相近，使改變定義時容易銜接。
美車底霓虹燈亮度設限
在美國，汽車愛好者為了改善他們的汽車外觀，會在車底加裝霓虹燈，普遍稱為underglow lights。
因為安全問題，許多州份均對這種霓虹燈的顏色或光度有所要求。在加州，霓虹燈所發出的光必須少於每平方英寸0.05坎德拉，而且車輛前面不能顯示紅色。
有些州份則不可顯示紅色或藍色，因為這樣看起來會像一輛警車。所以穿州過省之際，必須要注意另一州份之法例。
小 結
其實科學家定義得這麼嚴謹，那一坎德拉到底有多光？簡單來說，就是一支蠟燭的光度。我們唸書，許多時候都忘卻書本中知識與現實世界的關係，例如每小時一百公里有多快？一牛頓到底有多重？了解知識與現實世界的關係，其實學習會變得更容易。 ■吳俊熙博士
作者簡介：畢業於加州大學洛杉磯分校（UCLA），曾任教於加州的州立大學及香港大學，現於洛杉磯Pierce College化學系任助理教授。讀者可通過www.facebook.com/drbennyng聯繫作者。
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