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光强、亮光、光照、光通量之间的联系

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

  1967年法国第十三届世界计量大会规则了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、 勒克斯别离作为发光强度、亮光度、光通量光照度等的单位,为一致工程技术 中运用的光学衡量单位有重要意义。为了解和运用便当,以下将有关常识做一简 单介绍:

  1.烛光、世界烛光、坎德拉(candela)的界说

  在每平方米101325牛顿的规范大气压下,面积等于1/60平方厘米的肯定“黑 体”(即可以吸收悉数外来光线而毫无反射的抱负物体),在纯钼(Pt)凝结温 度(约2042K获1769°C)时,沿笔直方向的发光强度为1坎德拉。而且,烛光、 世界烛光、坎德拉三个概念是有差异的,不宜同等。从数量上看,60坎德拉等 于58.8世界烛光,亥夫纳灯的1烛光等于0.885世界烛光或0.919坎德拉。

  2.发强度与亮光度

  发光强度简称光强,世界单位是candela (坎德拉)简写cd。Lcd是指光源 在指定方向的单位立体角内宣布的光通量。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,关于点 光源由I=F/4。亮光度是标明发光面亮堂程度的,指发光外表在指定方向的发 光强度与笔直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。关于一 个漫散射面,虽然各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是持平的。 电视机的荧光屏便是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图画,都有 相同的亮度感。

  以下是部分光源的亮度值:单位cd/m²

  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

  光源所宣布的光能是向一切方向辐射的,关于在单位时间里经过某一面积的光 能,称为经过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同,眼睛对各色光的灵敏 度也有所不同,即便各色光的辐射能通量持平,在视觉上并不能发生相同的亮堂 程度,在各色光中,黄、绿色光能激起最大的亮堂感觉。假如用绿色光作水准, 令它的光通量等于辐射能通量,则对其它色光来说,激起亮堂感觉的身手比绿色 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。肯定黑体在钼的凝结温度下,从5.305*103cm2面积上辐射出来的光 通量为1lm。为标明光强和光通量的联系,发光强度为1坎德拉的点光源在单位 立体角(1球面度)内宣布的光通量为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丈量。光照度的单位是勒克斯,是英文lux的音译,也可 写为lx。被光均匀照耀的物体,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设备, 使得某些方向可以得到比较多的光通量,以添加这一被照面上的照度。例如轿车 前灯、手电筒、拍摄灯等。

  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;夏日正午太阳光下的照度:约为10*9次方;阅览书刊时 所需的照度:50—60;家用摄像机规范照度: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:

  假定你的反射面的反射率为0.7,那么到达10X10²cd/m²亮度所需的照度是:

  E=Lπ/p=1000X3.14/0.7 = 4485 Lux

  光强度/坎德拉、亮光度/cd/m²、光通量/流明、光照度/勒克斯

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