光学单位介绍

亮度与照度亮度与照度 一 光学中常用物理量一 光学中常用物理量 1 1 光通量光通量 符号 单位 流明 光通量 Luminous flux 即一光源单位时间内所放射出的光能量 为描 述光源发光能力的基本量 单位为流明 LumenLumen lmlm 例如一个 100W 的灯泡可 产生 1 750lm 而一支 40W 冷白日光灯管则可产生 3 150lm 的光通量 根据定 义 1lm 为发光强度 1cd 的均匀点光源在 1 球面度立体角内发出的光通量 即 srcdlm111 2 2 发光强度发光强度 符号 I 单位 坎德拉 cd 发光强度 Luminous intensity Candle power 发光强度简称光强 指光源在特定方向单位立体角 单位为 sr 内所放射出来的光通量 也就是光 源或照明灯具所发出的光通量在空间选定方向上分布密度 单位为烛光 Candle or Candela cd 发光强度为 1cd 的光源可放射出 12 57lm 的光通 量 3 3 照度照度 符号 E 单位 勒克斯 lux 尺烛光 fc 照度 luminance 受照平面上接受光通量的密度 可用每一单位面积的 光通量来测量 1lm 的光通量均匀分布在 1 平方公尺 m2 的表面 即产生 1 勒 克斯 Lux 的照度 1lm 的光通量落在 1 平方英尺 ft2 的表面 其照度值为 1 尺烛光 Foot candle fc 3 3 辉度辉度 亮度亮度 符号 L 单位 尼特 cd m2 英尺朗伯 fl 辉度或亮度 luminance Brightness 当人眼目视某物所看到的 可以 两种方式表达 一用于较高发光值者如光源或灯具 直接以其发光强度来表示 另一则用于本身不发光只反射光线者如 室内表面或一般物体 以亮度表示 亮度即被照物每单位面积在某一方向上所发出或反射的发光强度 用以显示被 照物的明暗差异 公制单位为烛光 平方公尺 Candela m2 cd m2 或尼特 nit 英制单位为英尺朗伯 Foot lambert fl 4 4 反射率反射率 反射率 Reflectance or reflection factor 某表面的亮度取决于落 于其上的光量与该表面所能反射光线的能力 其所能反射的光的多寡与分布形 式则取决于该材料表面的性质 以反射光与入射光的比值来表示 称为该材料 表面的反射比或反射率 完美的黑色表面的反射比为 0 亦即无论多少光 落于其上皆无亮度产生而全被吸收 反之 完美白色表面的反射比为 1 反射 率 100 吸收率 0 反射比的测量 首先 将照度计置于物体表面读出其表 面照度值 Ei Incident light 再将照度值置于其上 5 8cm 感光部分朝该 表面且确定无阴影遮挡 即可测出其所反射的照度值 Er Reflected light 表面照度除反射照度所得之商即为该材料表面的反射比 二 单位及单位换算二 单位及单位换算 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 坎德拉 坎德拉 candelacandela 的定义 的定义 在 101325N m2牛顿的标准大气压下 面积等 于 1 60cm2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 在纯铂 Pt 凝固温度 约 2042K 或 1769 时 沿垂直方向的发光强度为 1 坎德拉 cd 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 这种定义是以纯铂在凝固点下的光谱成份为基点的 要对其他光辐射进行 测量 就要换算到相应的光谱成份 还需相应的视见函数值 不易准确 另外 这种定义也没有明确规定最大光功当量 Kmax之值 影响光度学和辐射度学之间 的换算 1979 年第 16 届国际计量大会通过决议 废除上述坎德拉的定义 并规定 坎德拉是发出坎德拉是发出 540 x10540 x1012 12Hz Hz 频率的单色辐射源在给定方向上的发光强度 该频率的单色辐射源在给定方向上的发光强度 该 方向上的辐射强度为方向上的辐射强度为 1 683 W sr 1 683 W sr 坎德拉是国际单位制的基本单位 旧称 烛光 俗称 支光 规定 srlmcd111 2 1mlmlx 有了发光强度单位及发光强度与光亮度 光通量 光照度间的关系 光亮 度 光通量和光照度的单位也就确定了 自然光的照度在不同光线情况下为 自然光的照度在不同光线情况下为 晴天阳光直射地面照度约为 100000lx 晴天背阴处照度约为 10000lx 晴天室内北窗附近照度约为 2000lx 晴天室内中央照度约为 200lx 晴天室内角落照度约为 20lx 阴天室外 50 500lx 阴天室内 5 50lx 月光 满月 2500lx 日光灯 5000lx 电视机荧光屏 100lx 阅读书刊时所需的照度 50 60lx 在 40W 白炽灯下 1m 远处的照度约为 30lx 晴朗月夜照度约为 0 2lx 黑夜 0 001lx 常见光源的亮度常见光源的亮度 新概念新概念 光学光学 在地球大气层外看到的太阳约 190000cd cm2 通过大气看到的