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光強度、光亮度、光通量和光照度的關系與介紹

時間:2014/6/20閱讀:3039
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光強度、光亮度、光通量和光照度的關系與介紹

1967年法國第十三屆計量大會規定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為發光強度、光亮度、光通量和光照度等的單位,為統一工程技術中使用的光學度量單位有重要意義。為使您了解和使用便利,以下將有關知識做一簡單介紹:

1. 燭光、燭光、坎德拉(candela)的定義

在每平方米101325牛頓的標準大氣壓下,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,沿垂直方向的發光強度為1坎德拉。并且,燭光、燭光、坎德拉 三個概念是有區別的,不宜等同。從數量上看,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. 發光強度與光亮度

發光強度簡稱光強,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發出的光通量。光源輻射是均勻時,則光強為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,對于點光源由I=F/4。光亮度是表示發光面明亮程度的,指發光表面在方向的發光強度與垂直且方向的發光面的面積之比,單位是坎德拉/平方米。對于一個漫散射面,盡管各個方向的光強和光通量不同,但各個方向的亮度都是相等的。電視機的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面,所以從各個方向上觀看圖像,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;黑白電視機熒光屏:120左右;彩色電視機熒光屏:80左右。

3. 光通量與流明

光源所發出的光能是向所有方向輻射的,對于在單位時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,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。為表明光強和光通量的關系,發光強度為1坎德拉的點光源在單位立體角(1球面度)內發出的光通量為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,它的照度是1勒克斯。有時為了充分利用光源,常在光源上附加一個反射裝置,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。

以下是各種環境照度值:單位lux

黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;陰天室內:5—50;陰天室外:50—500;晴天室內:100—1000;夏季中午太陽光下的照度:約為10*9次方;閱讀書刊時所需的照度:50—60;家用攝像機標準照度:1400。

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