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光强、光亮、光照、光通量之间的关系

LED之家  于2014-09-11 20:21:06  http://www.ledjia.com/ledhangye/viewarticle.php?id=10129
本文关键词:  日光灯  摄影灯  手电筒  标准  技术  分光  知识  强度  光源  国际  工程  电筒
  1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、 勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位,为统一工程技术 中使用的光学度量单位有重要意义。为了解和使用便利,以下将有关知识做一简 单介绍:

  1.烛光、国际烛光、坎德拉(candela)的定义
  在每平方米101325牛顿的标准大气压下,面积等于1/60平方厘米的绝对“黑 体”(即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体),在纯钼(Pt)凝固温 度(约2042K获1769°C)时,沿垂直方向的发光强度为1坎德拉。并且,烛光、 国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的,不宜等同。从数量上看,60坎德拉等 于58.8国际烛光,亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
  2.发强度与光亮度
  发光强度简称光强,国际单位是candela (坎德拉)简写cd。Lcd是指光源 在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时,则光强为 I=F/Q,Q为立体角,单位为球面度(sr) ,F为光通量,单位是流明,对于点 光源由I=F/4。光亮度是表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发 光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。对于一 个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。 电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有 相同的亮度感。
  以下是部分光源的亮度值:单位cd/m
  太阳:1.5*10 ;日光灯:(5—10) *103;月光(满月):2.5*103;黑白电视
  机荧光屏:120左右;彩色电视机荧光屏:80左右。
  3.光通量与流明
  光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光 能,称为通过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同,眼睛对各色光的敏感 度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮 程度,在各色光中,黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。如果用绿色光作水准, 令它的光通量等于辐射能通量,则对其它色光来说,激起明亮感觉的本领比绿色 光为小,光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是流明,是英文lumen的音译, 简写为lm。绝对黑体在钼的凝固温度下,从5.305*103 cm2面积上辐射出来的光 通量为1lm。为表明光强和光通量的关系,发光强度为1坎德拉的点光源在单位 立体角(1球面度)内发出的光通量为1流明。一只40W的日光灯输出的光通量 大约是2100流明。
  4.光照度与勒克斯
  光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯,是英文lux的音译,也可 写为lx。被光均匀照射的物体,在1平方米面积上得到的光通量是1流明时,它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源,常在光源上附加一个反射装置, 使得某些方向能够得到比较多的光通量,以增加这一被照面上的照度。例如汽车 前灯、手电筒、摄影灯等。
  以下是各种环境照度值:单位lux
  黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;阴天室内:5—50;阴天室外:50—500; 晴天室内:100—1000;夏季中午太阳光下的照度:约为10*9次方;阅读书刊时 所需的照度:50—60;家用摄像机标准照度:1400。
  漫反射面的亮度计算公式和相关推导如下:
  L=p E/ π
  即:亮度=照度X反射率+圆周率
  所以:E=Lπ/p
  举例:
  假设你的反射面的反射率为0.7,那么达到10X10cd/m亮度所需的照度是:
  E=Lπ/p=1000X3.14/0.7 = 4485 Lux
  光强度/坎德拉、光亮度/cd/m、光通量/流明、光照度/勒克斯

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