照度有關(guān)單位轉(zhuǎn)換

1、照度有關(guān)單位的轉(zhuǎn)換勒克司(lux，法定符號lx)照度單位，為距離一個光強為led的光源，在1米處接受的照明強度，習(xí)稱：燭光 .米。亦即距離該光源1米處，1平方米面積接受1lm光通量時的照度。焦耳(joule，法定符號j)能或功的基本物理單位，等于 1個牛頓(N)的力作用1米距離所作的功，或消耗的能。1焦耳=107爾格=1瓦特.秒牛頓(Newton,法定符號N)：力的單位，使 1千克的質(zhì)量每秒加速 1米/秒的力。1N=105dyne(達因)瓦(特)(watt，法定符號 W)：功率的單位，單位時間(1秒)所作的功等于 1焦耳時的功率 1W=1J/S; 1j=1W.s國際單位制(SIE單位制)的光度

2、單位 光度量幾何學(xué) 名稱符號單位英文名光強度I坎德拉 Candela(ed)光照度E勒克斯Lux(lx)光亮度L尼特Nit光通量©流明Lumen(lm)與心理學(xué)關(guān)系密切的單色光單位有：1. 光強度 光強度(luminous intensity)是光源在單位立體角內(nèi)輻射的光通量，以I表示,單位為坎德拉(candela,簡稱ed).1坎德拉表示在 單位立體角內(nèi)輻射出1流明的光通量.2. 光通量 光通量(luminous flus)是由光源向各個方向射出的光功率，也即每一單位時間射出的光能量，以©表示，單位為流明(lumen，簡稱lm).3.光照度光照度(illuminance)

3、是從光源照射到單位面積上的光通 量，以E表示，照度的單位為勒克斯(Lux，簡稱lx).4. 反射系數(shù) 人們觀看物體時，總是要借助于反射光，所以要經(jīng)常用到"反射系數(shù)”的概念.反射系數(shù)(reflectance factor)是某物體表面的流 明數(shù)與入射到此表面的流明數(shù)之比，以R表示.5. 光亮度 光亮度(luminance)是指一個表面的明亮程度，以L表示， 即從一個表面反射出來的光通量.不同物體對光有不同的反射系數(shù)或吸收系 數(shù)光的強度可用照在平面上的光的總量來度量，這叫入射光(inci-dent light)或照度(illuminance).若用從平面反射到眼球中的光量來度量光 的強度

4、，這種光稱為反射光(reflection light)或亮度(brightness).例如，一般白紙大約吸收入射光量的20%，反射光量為80%;黑紙只反射入射光量的3%.所以，白紙和黑紙在亮度上差異很大.亮度和照度的關(guān)系如圖6-2(a)所示，最常用的照度單位是叭燭光(footcandle).1 叭燭光是在距離標(biāo)準(zhǔn)燭光一英尺遠的一平方英尺平面上 接受的光通量.如果按公制單位，則以米為標(biāo)準(zhǔn)，照度就用米燭光 （metrecandle）來表示，即1米燭光是距離標(biāo)準(zhǔn)燭光一米遠的一平方米面積 上的照度.1米燭光等于0.0929叭燭光.從圖6-2上，我們不難理解亮度和照度之間的關(guān)系，其關(guān)系為：L=RX E

5、公式 6-1式中L為亮度,R為反射系數(shù)，E為照度.因此,當(dāng)我們知道一個物體表面的反射系數(shù)及其表面的照度時，便可推算出它的亮度. 亮度也有幾種度量單位.亮度的單位是用一種理想化了的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)來定 義的（如圖6-2b）.以一支標(biāo)準(zhǔn)蠟燭當(dāng)作光源，放在一個半徑為1公尺的 球體的中心位置.假設(shè)這個蠟燭會均勻發(fā)散它的全部光線，則落在球體內(nèi)表面一平方公尺表面積上的所有光量為1個流明（lumen）.實際應(yīng)用中，亮度單位用流明太小了 ，所以通常取其十倍的單位毫朗伯（millilambert）來表示.比毫朗伯稍大的單位是叭朗伯（footlambert），1 毫朗伯等于0.929叭朗伯.英國標(biāo)準(zhǔn)的叭朗伯是用光源的燭光

6、數(shù)，從光源到表面積的英尺數(shù)和表面的反射率來規(guī)定的.在有些國家，普遍使用的是米制單位，是以毫朗伯 為基礎(chǔ)的1毫朗伯（mL）=0.929 叭朗伯（ftL）=3.183 燭光/平方米（c/m2） =10阿普熙提（apostilbs）.光亮度的單位還有：坎德拉/平方米（即尼特， Nit=1cd/m2）等.多年來，感光材料的感光度計算方法是以使感光材料產(chǎn)生一定密度值所需曝光量為計算依據(jù)的，而曝光量又是以燭 光.米.秒或勒克司*秒為計量單位的。曝光量的計算公式是；H （曝光量）=E （照度）X （時間） 照度與光源的發(fā)光強度（光強I）成正比：E=I （光強）XD-2 （D為距離） 光強的單位：（舊）燭光：

7、又名國際燭光，國際標(biāo)準(zhǔn)照明協(xié)會 （CIE ）早期規(guī)定的，以特定的鯨魚油蠟燭的單位發(fā)光強度為單位， 這也是燭光一詞命名的由來。顯然，當(dāng)時主要是以光源的亮度為依據(jù)的（亮度的定義是：單位面積發(fā)光體的光強）。（新）燭光，法定名稱坎德拉candela.cd，CIE （ 1942 ）定義為一平方厘米絕對黑體在金屬鉗的凝固溫度（2045K ）時發(fā)光強度的六十分之一，這個規(guī)定既確定了其亮度，又確定了其色溫。新燭光=0.981舊燭光1979年，CIE又對坎德拉規(guī)定了新的標(biāo)準(zhǔn)：定義頻率為540X1012Hz （即波長555nm ）的單色光源每單位立體角（1個球面度）輻射能為1 /683W時的發(fā)光強度。這個定義把光

8、強單位和能量絕對單位聯(lián)系起來了，含義覆蓋面 更廣了。特別規(guī)定單色光源的波長，進一步把光的波長和機械能與亮度和光強聯(lián)系起來。在通常的感光測定工作中，都采用白光作為感光儀的光源和施照光，嚴(yán)格規(guī)定其色溫和光強，并以燭光為光強單位，以勒克司lx為照度單位，以lx*s為曝光量單位，并以這些單位為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)評價照相性能，計算感光材料的感光度，這無疑是很實用的常規(guī)方法。這個方法檢測的數(shù)據(jù)和通常感光材料在應(yīng)用時的實用性能是一致的，但是這僅適用于 在實際應(yīng)用時用白光曝光的感光材料。對于實際應(yīng)用時，用紅外線或紫外線曝光的感光材料，或只對可見光譜中某個范圍曝光的感光材料，則必須采用紅 外線、紫外線或特定光譜成分色光

9、作為感光測定曝光時的施照光，才能反映其在實際應(yīng)用時的性能。若尚采用白光 作為感光測定時曝光的施照光，則根本不能反映這類感光材料的實用性能。 而在不用白光作為施照光進行曝光時，曝光量的計量單位顯然不能以燭光為基點了，以紅外光線為例，屬不可見光 線，一個很強的紅外線光源（或紫外線光源），能發(fā)射很強的紅外輻射能，能使紅外感光膠片充分曝光，但其亮度 和光強卻是0 cd/m2或0 cd,而其曝光量，即膠片所接受的輻射能量，顯然不等于零，因此必然應(yīng)選定別的單位， 而不是燭光單位，來計量這類輻射能了，采用機械能基本單位作為計量單位顯然可以解決這個問題，也更能反映其 他用特定光譜施照光進行曝光的情況。我們知道

10、，機械能量相等，而波長不同的光線產(chǎn)生的亮度感覺是不同的，亮度和能量強度是兩個不同的概念，這是 由人的視覺生理效應(yīng)造成的，最強的光感，即可見性高峰，處于黃綠色的近 555納米處，該波長的光線1個瓦特（W）的能量能產(chǎn)生683流明（lm）的光通量： 1W（入=555nm）=683lm 而其他波長（入）的光線則產(chǎn)生的明亮度各不相同，這種特性可稱之為可見度Visibility（V）,即：V=f（入）1我們?nèi)∪搜垡曈X靈敏的555納米光波的可見度，作為可見度系數(shù)Visibility coefficient的基準(zhǔn)值1.0，則其他波長光線的可見度系數(shù) V（入見于表11。這樣 1W=683V（入）1m 1j=1

11、W.s1 j=683V（入）1m.s 1 lx（勒克司）=11m（流明）/m2 所以，曝光量 1j/m2=683V（入）1m.s./m2=683V（入）lx.s（cd.m.s） 這個公式把以物理量焦耳（j=107erg ）為基本單位計量的能量與傳統(tǒng)的曝光量單位lx.s聯(lián)系起來了。以某個光源E為例，若其光譜成分為E（入）則其輻射能以 W/m2計應(yīng)為：Ee=E 0E（入）d 入 W/m2 23此輻射能若以lm/m2計算，則應(yīng)為： Ev=683/8 0E（入）V（入）d 入 lm/m或 lx 設(shè)該輻射施照時間為t,則曝光量H為：H= Ee t = t. /8 0E» d 入 Ws/m2 （

12、1） H= Ev t = t.683 /8 0E» V（入）d 入 lx.s （2） lj=1 W.s H=tE 0巳入）d 入 j/m2利用這兩個公式，我們可以把感光儀的曝光量以傳統(tǒng)的lx.s（cd.m.s）為計量單位，也可以j/m2為計量單位。后者對于紅外感光材料和紫外感光材料尤其重要，因為其所敏感的光譜區(qū)域的可見度系數(shù)V （入）是零。因此，越來越多的感光材料現(xiàn)在采用物理量單位j/m2作為曝光量計算單位，所得到的數(shù)據(jù)覆蓋面大，對比性更強。本文所討論的醫(yī)用感綠X線膠片感光度的計算問題，由于感光儀采用特定光譜的施照光進行曝光，因此也必須采用物理量單位焦耳作為計量單位。 在感綠X線膠片

13、感光測定時，規(guī)定了感光儀曝光時的施照光的光譜成分，并且推薦了下列的一組實現(xiàn)這種光譜成分的實用系統(tǒng)，我們試就以這組系統(tǒng)為依據(jù)，采用上文的公式，進行感光度計算。 系統(tǒng)參數(shù)：光源色溫 2650K，光譜函數(shù) S （泠，濾色鏡系統(tǒng) Corning Glass4010 透過率函數(shù)T （入） 由于引進了濾色鏡系統(tǒng)的光譜透過率函數(shù)T （入）公式1應(yīng)變?yōu)椋篐 = t E 0丘入）T（入）d 入（3）以（2）除（3）（4）E （入）是光源的光譜分布函數(shù)，若以相對值函數(shù)S表示：S （入）=C.E （ A : C=常數(shù)則（4）成為（5）曝光量H=Et對于感綠X線膠片而言，膠片主要感色范圍和施照光的光譜范圍主要在450

14、-610nm 故6成為：我們對（7）式的分子和分母分別計算：表1 / 610450S （入）T（入）d的計算數(shù)據(jù)入（nm） S（入）2650K T（入） S（入）T（入）%450 0.279 0.2 0.0558460 0.325 0.7 0.2275470 0.375 1.9 0.7125480 0.430 4.5 1.935490 0.488 8.7 4.2456500 0.551 14.5 7.9895510 0.617 20.2 12.4634520 0.687 23.9 16.4193530 0.761 23.9 18.1879540 0.838 20.3 17.0114550 0.

15、918 14.9 13.6782560 1.000 9.4 9.4570 1.085 5.2 5.642580 1.172 2.6 3.0472590 1.261 1.2 1.5132600 1.351 0.5 0.6755610 1.443 0.2 0.2886總和：113.4906%表2 /oo0S入）V（入）d利計算數(shù)據(jù)入（nm） S（入）2650K V（入）S（入）V（入）400 0.112 0.000 0.0000410 0.137 0.001 0.0001 420 0.167 0.004 0.0007430 0.200 0.012 0.0024 440 0.238 0.023 0.

16、0072450 0.279 0.038 0.0106460 0.325 0.060 0.0195470 0.375 0.091 0.0341480 0.430 0.139 0.0598490 0.488 0.208 0.1015500 0.551 0.323 0.1780510 0.617 0.503 0.3103520 0.687 0.710 0.4878530 0.761 0.862 0.6560540 0.838 0.954 0.7994550 0.918 0.995 0.9134560 1.000 0.995 0.995570 1.085 0.952 1.0329580 1.172 0

17、.870 1.0196590 1.261 0.757 0.9545600 1.351 0.631 0.8525610 1.443 0.503 0.7258620 1.536 0.361 0.5545630 1.629 0.265 0.4317640 1.772 0.175 0.3101650 1.816 0.107 0.1943660 1.910 0.061 0.1165670 2.003 0.032 0.0641680 2.095 0.017 0.0356690 2.186 0.008 0.0175700 2.277 0.004 0.0091710 2.365 0.002 0.0047720

18、 2.453 0.001 0.0025730 2.539 0.001 0.0025740 2.622 0.000 0.0000 總和：10.9038從表1.2我們計算出/ 610450S （ » T（入）d豹1.1349060S 入）V（入）d 為 10.9038公式（7）成為：式中：Ev以勒克司lx為單位X膠片以j/m2為單位的曝光量，求取感光度了。根據(jù)這個公式，我們就可以根據(jù)感光儀的參數(shù)計算出醫(yī)用感綠附錄：以下摘錄一些相關(guān)單位的定義，供作參考4?？驳吕璫andela,又名新燭光，法定符號 cd,其定義見前文，光強單位，光強即發(fā)光強度?？驳吕?平方米，cd/m2 ,亮度單位，亮度即單位面積發(fā)光體的光強。流明lumen,法定符號lm,光通量單位，為一個坎德拉光強的點狀光源向一個球面度發(fā)射的光通量。（球面度sr是立體角單位，即以該點光源為中心，R為半徑的圓球面上，通過面積R2的輻射通量。）勒克司（lux，法定符號lx）照度單位，為距離一個光強為led的光源，在1米處接受的照明強度，習(xí)稱：燭光 .米。亦即距離該光源1米處，1平方米面積接受1lm光通量時的照度。焦耳（joule，法定符號j）能或功的基本物理單位，等于 1個牛頓（N）