光強(qiáng)度、光亮度、光通量和光照度的關(guān)系與介紹

1967年法國第十三屆計(jì)量大會(huì)規(guī)定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為發(fā)光強(qiáng)度、光亮度、光通量和光照度等的單位，為統(tǒng)一工程技術(shù)中使用的光學(xué)度量單位有重要意義。為使您了解和使用便利，以下將有關(guān)知識(shí)做一簡單介紹：

1. 燭光、燭光、坎德拉(candela)的定義

在每平方米101325牛頓的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，面積等于1/60平方厘米的“黑體”(即能夠吸收全部外來光線而毫無反射的理想物體)，在純鉑(Pt)凝固溫度(約2042K獲1769℃)時(shí)，沿垂直方向的發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉。并且，燭光、燭光、坎德拉 三個(gè)概念是有區(qū)別的，不宜等同。從數(shù)量上看，60坎德拉等于58.8燭光，亥夫納燈的1燭光等于0.885燭光或0.919坎德拉。

2. 發(fā)光強(qiáng)度與光亮度

發(fā)光強(qiáng)度簡稱光強(qiáng)，單位是candela(坎德拉)簡寫cd。Lcd是指光源在方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。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，對于點(diǎn)光源由I=F/4。光亮度是表示發(fā)光面明亮程度的，指發(fā)光表面在方向的發(fā)光強(qiáng)度與垂直且方向的發(fā)光面的面積之比，單位是坎德拉/平方米。對于一個(gè)漫散射面，盡管各個(gè)方向的光強(qiáng)和光通量不同，但各個(gè)方向的亮度都是相等的。電視機(jī)的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個(gè)方向上觀看圖像，都有相同的亮度感。

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以下是部分光源的亮度值：單位cd/m2

太陽：1.5*10;日光燈：(5—10)*103;月光(滿月)：2.5*103;黑白電視機(jī)熒光屏：120左右;彩色電視機(jī)熒光屏：80左右。

3. 光通量與流明

光源所發(fā)出的光能是向所有方向輻射的，對于在單位時(shí)間里通過某一面積的光能，稱為通過這一面積的輻射能通量。各色光的頻率不同，眼睛對各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的輻射能通量相等，在視覺上并不能產(chǎn)生相同的明亮程度，在各色光中，黃、綠色光能激起zui大的明亮感覺。如果用綠色光作水準(zhǔn)，令它的光通量等于輻射能通量，則對其它色光來說，激起明亮感覺的本領(lǐng)比綠色光為小，光通量也小于輻射能通量。光通量的單位是流明，是英文lumen的音譯，簡寫為lm。黑體在鉑的凝固溫度下，從5.305*103cm2面積上輻射出來的光通量為1lm。為表明光強(qiáng)和光通量的關(guān)系，發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉的點(diǎn)光源在單位立體角(1球面度)內(nèi)發(fā)出的光通量為1六名。一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。

4. 光照度與勒克斯

光照度可用照度計(jì)直接測量。光照度的單位是勒克斯，是英文lux的音譯，也可寫為lx。被光均勻照射的物體，在1平方米面積上得到的光通量是1流明時(shí)，它的照度是1勒克斯。有時(shí)為了充分利用光源，常在光源上附加一個(gè)反射裝置，使得某些方向能夠得到比較多的光通量，以增加這一被照面上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。

以下是各種環(huán)境照度值：單位lux

黑夜：0.001—0.02;月夜：0.02—0.3;陰天室內(nèi)：5—50;陰天室外：50—500;晴天室內(nèi)：100—1000;夏季中午太陽光下的照度：約為10*9次方;閱讀書刊時(shí)所需的照度：50—60;家用攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)照度：1400。