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光通量、照度、光強(qiáng)、亮度

  • 來(lái)源:光虎



“老鼠 老虎 傻傻分不清楚...”

 

這大概就是大家初次看到光源這四個(gè)參數(shù)時(shí)的狀態(tài)吧



接下來(lái),我們就簡(jiǎn)單粗暴地從定義來(lái)進(jìn)行區(qū)分


光通量


光通量(luminous flux)指人眼所能感覺(jué)到的輻射功率,它等于單位時(shí)間內(nèi)某一波段輻射能量和該波段相對(duì)視見(jiàn)率的乘積。由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)光的相對(duì)視見(jiàn)率不同,所以不同波長(zhǎng)光的輻射功率相等時(shí),其光通量并不相等。



光通量的單位為“流明”。光通量是指按照國(guó)際規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺(jué)特性評(píng)價(jià)的輻射通量的導(dǎo)出量,以符號(hào)Φ(或Φr)表示,在理論上其單位相當(dāng)于電學(xué)單位瓦特,因視覺(jué)對(duì)此尚與光色有關(guān)。所以依標(biāo)準(zhǔn)光源及正常視力度量單位采用“流明”,符號(hào):lm 。


流明 (lm) 是國(guó)際單位體系 (SI) 和美國(guó)單位體系 (AS) 的光通量單位。如果將光作為穿越空間的粒子(即光子),那么到達(dá)曲面的光束的光通量與 1 秒鐘時(shí)間間隔內(nèi)撞擊曲面的粒子數(shù)成一定比例


照度


光照強(qiáng)度是指單位面積上所接受可見(jiàn)光的能量,簡(jiǎn)稱(chēng)照度 ,單位勒克斯(Lux或lx)。為物理術(shù)語(yǔ),用于指示光照的強(qiáng)弱和物體表面積被照明程度的量。


光度學(xué)(photometry)中,“光度”是發(fā)光強(qiáng)度在指定方向上的密度,但經(jīng)常會(huì)被誤解為照度。光度的國(guó)際單位是每平方米所接受的燭光(中國(guó)大陸、港澳稱(chēng)坎德拉)。


一個(gè)被光線(xiàn)照射的表面上的(illumination / illuminance)定義為照射在單位面積上的光通量。



光強(qiáng)


發(fā)光強(qiáng)度簡(jiǎn)稱(chēng)光強(qiáng),國(guó)際單位是candela(坎德拉)簡(jiǎn)寫(xiě)cd,其他單位有燭光,支光。1cd即1000mcd是指單色光源(頻率540X10^12HZ)的光,在給定方向上(該方向上的輻射強(qiáng)度為(1/683)瓦特/球面度))的單位立體角發(fā)出的光通量。可以用基爾霍夫積分定理計(jì)算。


光的本性

從光的本性來(lái)講,把光看成電磁波場(chǎng),光場(chǎng)中某點(diǎn)的光強(qiáng)指的是通過(guò)該點(diǎn)的平均能流密度。球面度是一個(gè)立體角,其定點(diǎn)位于球心,而它在球面上所截取的面積等于以球的半徑為邊長(zhǎng)的正方形面積。光源輻射是均勻時(shí),則光強(qiáng)為I=F/Ω,Ω為立體角,單位為球面度(sr),F為光通量,單位是流明,對(duì)于點(diǎn)光源I=F/(4π) 。


發(fā)光強(qiáng)度是針對(duì)點(diǎn)光源而言的,或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場(chǎng)合。這個(gè)量是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的匯聚能力的??梢哉f(shuō),發(fā)光強(qiáng)度就是描述了光源到底有多亮。


當(dāng)時(shí)英國(guó)人以一磅的白蠟制造出一尺長(zhǎng)的蠟燭所燃放出來(lái)的光來(lái)定義燭光單位。而如今的定義已有了變化:以一立方厘米的黑色發(fā)光體加熱,一直到該發(fā)光體將熔為液體時(shí),所發(fā)出的光量的1/60就是標(biāo)準(zhǔn)光源,而燭光就是這種標(biāo)準(zhǔn)光源所放射出來(lái)的光量單位。



亮度


亮度是指發(fā)光體光強(qiáng)與人眼所“見(jiàn)到”的光源面積之比,定義為該光源單位的亮度,即單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度。亮度的單位是坎德拉/平方米(cd/m2)亮度是人對(duì)光的強(qiáng)度的感受。它是一個(gè)主觀的量。與光照度不同的,由物理定義的客觀的相應(yīng)的量是光強(qiáng)。這兩個(gè)量在一般的日常用語(yǔ)中往往被混淆。亮度也稱(chēng)明度,表示色彩的明暗程度。人眼所感受到的亮度是色彩反射或透射的光亮所決定的。


照度的定義; 光照強(qiáng)度; 照度和亮度的區(qū)別; 什么是光源的亮度


圖為幾個(gè)物理量的直觀體現(xiàn)



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