Lumen je standardna merska enota, ki se uporablja za opis količine svetlobe na določenem območju. Je del skupine standardnih meritev, znanih kot fotometrična skupina, ki merijo različne vidike svetlobe. V to skupino spadajo tudi enote, kot sta kandela, ki meri svetilnost, in luks, ki meri osvetljenost.
Strogo gledano, je lumen opredeljen kot 1 kandela, pomnožena z 1 steradianom, kar je mogoče izraziti kot . Sorodna merska enota – čeprav ni del standardnih enot – je nožna sveča, ki se pogosto uporablja v fotografiji in filmu. Da bi to resnično razumeli, je pomembno razumeti te enote: kandela, nožna sveča, steradian in luks.
Pomembno je razlikovati med merili sevanja in meritvami osvetljenosti. Pri merjenju sevanja nekdo v bistvu gleda, koliko energije svetlobni vir sprošča neposredno. Ne zanima ga, kaj se zgodi s to energijo, ko zapusti vir, ampak koliko je pri samem viru. Nasprotno pa pri merjenju osvetljenosti človek gleda, koliko te energije pride do določenega predmeta.
Nožna sveča, imenovana tudi nožna sveča, je nestandardno merilo osvetljenosti, ki je v bistvu opredeljeno kot količina svetlobe, ki bi udarila v notranjo površino krogle s polmerom 1 čevelj (30.48 cm), če bi jo prižgala ena sama sveča v središče te krogle. Luks je standardno merilo osvetljenosti in ga je mogoče preprosto opredeliti kot količino svetlobe, ki bi udarila v podobno kroglo polmera 3.28 čevljev (1 meter). Oba je mogoče preprosto pretvoriti z 10.76 luksov v 1 nožno svečo.
Tako nožna sveča kot lux uporabljata merilo svetlobne jakosti, imenovano kandela. Kandela se je prvotno imenovala moč sveče in se je preprosto nanašala na količino svetlobne energije, ki jo oddaja znana vrsta sveč. Kasneje, ko je bila standardizirana, je bila izbrana definicija, ki bi se približala starejši definiciji, tako da bi obstoječe enačbe lahko ostale enake. Sodobna definicija kandele je povezana s sevanjem, ki ga oddaja 1/60 kvadratnega centimetra platine, ko je na tališču.
Steradian je standardna merska enota, ki se uporablja za opredelitev trdnega kota. Tehnična definicija je “telesni kot, ki je v središču krogle s polmerom r omejen z delom površine krogle s površino r2.” V tej definiciji je subtended povezan z razmerjem med dolžino loka in nastalim kotom. Steradian je brez enot in ga predstavlja okrajšava sr. Matematično, če uporabimo meter kot mersko enoto, lahko potem definiramo steradian kot 1(sr) = m2 x m-1.
Če vzamemo vse to skupaj, je prvotno definicijo lumna lažje interpretirati kot 1(lm) = 1(cd) x 1(sr). En lumen je v tem primeru merilo količine svetlobnega toka, ki ga v območje oddaja 1/60 kvadratnega centimetra platine pri tališču pod določenim kotom. Ta meritev se pogosto uporablja skupaj z močjo za določitev svetlobne učinkovitosti telesa, ki oddaja svetlobo.
Na primer, običajna 100-vatna žarnica ima svetlobno učinkovitost približno 17.5 in oddaja 1750 lumnov svetlobe. Nasprotno pa ima 13-vatna fluorescenčna žarnica izkoristek približno 56 in oddaja približno 730 lumnov svetlobe. Sonce ima nasprotno učinkovitost okoli 93.