光强、光亮、光照、光通量之间的关系

1、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： 名称 单位 符号 定义 光强 度 cd 坎德拉 (Ca ndela) I = F/ Q 光源在指疋方向的单位立体角内发出的 光通量。 度光亮 cd/m2 表示发光面明亮程度的，指发光表面在指 疋方向的发光强度与垂直且指疋方向的 发光面的面积之比。 光通 量 lm 流明 (Lume n) F 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。 绝对黑体在铂的

2、凝固温度下，从 5.305*103cm2面积上辐射出来的光通量 为 11m。 为表明光强和光通量的关系，发光强度为 1cd的点光源在单位立体角（1球面度） 内发出的光通量为11m。 光照 度 lx 勒克斯 (Lux) 被光均匀照射的物体，距离该光源1米处， 在1m面积上得到的光通量是1lm时，它 的照度是1lux。 习称“烛光米”。 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），在纯铂（Pt）凝固温 度（约2042K获1769C ）时，沿垂直方向的发光强度

3、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。Led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 l=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

4、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/m2 太阳： 1.5*10 ；日光灯：（ 510）*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

5、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Im。绝对黑体在铂的凝固温度下，从 5.305*103cm2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 。

6、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：0.0010.02；月夜：0.02 0.3 ；阴天室内： 550；阴天室外： 50500； 晴天室内： 1001000；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： 5060；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/ n 即: 亮度二照度

7、X反射率十圆周率 所以： E= L n/ p 举例： 假设你的反射面的反射率为 0.7 ，那么 达到 10X 102cd/m2 亮度所需的照度是： E=Ln / p= 1000X 3.14/0.7 = 4485 Lux 光强度/坎德拉、光亮度/cd/m2、光通量/流明、光照度/勒克斯 光通量、发光强度、照度单位的关系 光通量（lm - 流明） 由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源的辐射功率或辐射 通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位 光通量来衡量。光通量 的用符号表示，单位为流明（Im ）。 发光强度 （ cd - 坎德拉） 以上谈到的光通量是说明

8、某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光通量 在空间的分布是不同的。 例如悬吊在桌面上空的一盏 100W 白炽灯， 它发出 1250Im 光通量。 但用不用灯罩，投射到桌面的光线就不一样。加了灯罩后，灯罩将往上的光向下反射，使 向下的光通量增加，因此我们就感到桌面上亮了一些。 发光强度的单位为坎德拉，符号为cd，它表示光源在某球面度立体角（该物体表面对点光 源形成的角）内发射出 1Im 的光通量。 1cd=1Im/1sr （ sr-立体角的球面度单位） ， 40W 白 炽灯正下方具有约 30cd 的发光强度。而在它的上方，由于有灯头和灯座的遮挡，在这方向 上没有光射出，故此方向的发

9、光强度为零。如加上一个不透明的搪瓷伞型罩，向上的光通 量除少量被吸收外，都被灯罩朝下面反射，因此向下的光通量增加，而灯罩下方立体角未 变，故光通量的空间密度加大，发光强度由 30cd 增加到 73cd。 照度单位（ Iux- 勒克斯） 照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单 位是每平方米的流明（Lm ）数，也叫做勒克斯（Lux ）, 即：1Lux=1Lm/ m2 关系：1lux=1lm/平方米=1cd x sr/平方米 为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算。 一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm ,若假定该光通量均匀地分布在一 半球面上，则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得：半径