光學(xué)單位介紹

1、亮度與照度一、光學(xué)中常用物理量1. 光通量（符號，單位流明）光通量（Luminous flux ）:即一光源單位時間內(nèi)所放射出的光能量，為描述光源發(fā)光能力的基本量，單位為流明（Lumen ,lm ）。例如一個100W的燈泡 可產(chǎn)生1,7501m，而一支40W冷白日光燈管則可產(chǎn)生3,1501m的光通量。根據(jù) 定義，11m為發(fā)光強度led的均勻點光源在1球面度立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。即1lm =1cd 1sr2. 發(fā)光強度（符號I，單位坎德拉cd）發(fā)光強度（Luminous intensity, Candle power ）:發(fā)光強度簡稱光強，指光源在特定方向單位立體角（單位為sr）內(nèi)所放射出來的光

2、通量，也就是光源或照 明燈具所發(fā)出的光通量在空間選定方向上分布密度，單位為燭光（Can dle orCandela, cd ）。發(fā)光強度為1cd的光源可放射出12.57lm的光通量。3. 照度（符號E，單位 勒克斯lux，尺燭光fc）照度（luminance ）:受照平面上接受光通量的密度，可用每一單位面積的光通量來測量。1lm的光通量均勻分布在1平方公尺（m2）的表面，即產(chǎn)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，其照度值為 1 尺燭光（Foot candle, fc ）。3.輝度 亮度（符號L,單位 尼特cd/m2，英尺朗伯fl）輝度或亮度（lumina

3、nce, Brightness ）:當人眼目視某物所看到的，可以兩種方式表達：一用于較高發(fā)光值者如光源或燈具， 直接以其發(fā)光強度來表示；另 一則用于本身不發(fā)光只反射光線者如：室內(nèi)表面或一般物體，以亮度表示。亮度 即被照物每單位面積在某一方向上所發(fā)出或反射的發(fā)光強度， 用以顯示被照物的 明暗差異，公制單位為燭光/平方公尺(Candela/m 2, cd/m2)或尼特(nit)，英 制單位為英尺朗伯( Foot lambert, fl )。4.反射率反射率( Reflectance or reflection factor )：某表面的亮度取決于落于其上 的光量與該表面所能反射光線的能力； 其所能

4、反射的光的多寡與分布形式則取決 于該材料表面的性質(zhì)， 以反射光與入射光的比值來表示， 稱為該材料表面的反射 比或反射率( %) 。完美的黑色表面的反射比為 0，亦即無論多少光落于其上皆 無亮度產(chǎn)生而全被吸收；反之，完美白色表面的反射比為 1(反射率 100% ，吸 收率 0% )。反射比的測量，首先，將照度計置于物體表面讀出其表面照度值Ei (Incident light )，再將照度值置于其上5-8cm (感光部分朝該表面且確定無 陰影遮擋)，即可測出其所反射的照度值 Er( Reflected light )，表面照度除反 射照度所得之商即為該材料表面的反射比二、單位及單位換算1967 年

5、法國第十三屆國際計量大會規(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?？驳吕? candela )的定義：在 101325N/m 2牛頓的標準大氣壓下，面積等 于 1/60cm 2 的絕對“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,或1769 C)時，沿垂直方向的發(fā)光強度為1坎 德拉(cd)。并且，燭光、國際燭光、坎德拉三個概念是有區(qū)別的，不宜等同。從數(shù)量上看， 60 坎德拉等于 58.8 國際燭光，亥夫納燈的 1 燭光等于 0.885

6、國際燭光或0.919坎德拉這種定義是以純鉑在凝固點下的光譜成份為基點的，要對其他光輻射進行測 量，就要換算到相應(yīng)的光譜成份，還需相應(yīng)的視見函數(shù)值，不易準確，另外這種 定義也沒有明確規(guī)定最大光功當量 Kmax之值，影響光度學(xué)和輻射度學(xué)之間的換 算。1979年第16屆國際計量大會通過決議，廢除上述坎德拉的定義，并規(guī)定： 坎德拉是發(fā)出540x10 12Hz頻率的單色輻射源在給定方向上的發(fā)光強度，該 方向上的輻射強度為（1/683）W/sr。坎德拉是國際單位制的基本單位（舊稱 燭光”俗稱 支光”。規(guī)定 led 二 11m Isr。llx = Im m2。有了發(fā)光強度單位及發(fā)光強度與光亮度、光通量、光照

7、度間的關(guān)系，光亮度、 光通量和光照度的單位也就確定了。自然光的照度在不同光線情況下為：晴天陽光直射地面照度約為100000lx 晴天背陰處照度約為10000lx 晴天室內(nèi)北窗附近照度約為2000lx 晴天室內(nèi)中央照度約為200lx 晴天室內(nèi)角落照度約為20lx陰天室外50500lx陰天室內(nèi)550lx月光（滿月）2500lx 日光燈5000lx電視機熒光屏 100lx閱讀書刊時所需的照度 50-60lx在 40W 白熾燈下 1m 遠處的照度約為 30lx晴朗月夜照度約為 0.2lx黑夜 0.001lx常見光源的亮度 （新概念 -光學(xué)）： 在地球大氣層外看到的太陽約 190000cd/cm 2 通過大氣看到的太陽約 150000