光的單位燭光、坎德拉、流明等

1、光的單位1967年法國第十三屆國際計(jì)量大會(huì)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(qiáng)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。為使您了解和使用便利，以下將有關(guān)知識(shí)做一簡單介紹：1. 燭光、國際燭光、坎德拉（candela）的定義在每平方米101325牛頓的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，面積等于1/60平方厘米的絕對(duì)“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獲1769C）時(shí)，沿垂直方向的發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉（Candela）。Candela可以簡寫為cd,我們常見到的cd/m2就是標(biāo)示器材亮度的單位。如果您要

2、追問，1cd/m2代表什么，有多亮呢？它實(shí)際代表1Lumen/Steradian的光照度，至于這個(gè)Steradian是指球面度也是立體角的單位，指一個(gè)球體的內(nèi)中心點(diǎn)為頂點(diǎn)，球體半徑為底邊所形成的球面角錐，而這個(gè)角錐的面積等于半徑的平方。咦，不是要說1Candela到底有多亮??？說了半天是不是越來越糊涂了，最精確的說法來了：當(dāng)540X1012HZ的光以1/683瓦的功率照射在一個(gè)Steradian面積上，如果每平方米面積上測有1Candela，那么我們就稱之為1cd/m2，這個(gè)單位經(jīng)常被用來表示CRT電視或等離子這樣本身內(nèi)部發(fā)光顯示的器材。燭光（Candela）,也有按譯音叫“坎德拉”的，從它這

3、個(gè)拼法來看，就和英文中的“蠟燭”（Candle）很近似嘛。沒錯(cuò)，這個(gè)燭光的概念最早就是英國人發(fā)明的，它是發(fā)光強(qiáng)度（Luminousintensity）的單位，那時(shí)英國人以一磅的白蠟制造出一尺長的蠟燭所燃放出來的光來定義燭光單位。而現(xiàn)在的定義已有了變化：我們以一立方厘米的黑色發(fā)光體加熱，一直到該發(fā)光體將溶為液體時(shí)，所發(fā)出的光量的1/60就是標(biāo)準(zhǔn)光源，而燭光就是這種標(biāo)準(zhǔn)光源所放射出來的光量單位。燭光、國際燭光、坎德拉三個(gè)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國際燭光或0.919坎德拉。2. 發(fā)光強(qiáng)度與光亮度發(fā)光強(qiáng)度（Luminousin

4、tensity,Candlepower）簡稱光強(qiáng)，符號(hào)是I,國際單位是candela（坎德拉）簡寫cd。Led是指光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光源輻射是均勻時(shí)，則光強(qiáng)為上F/Q，Q為立體角，單位為球面度（sr）,F為光通量，單位是流明（lm）,對(duì)于點(diǎn)光源由I=F/4。發(fā)光強(qiáng)度為led的光源可放射出12.57lm的光通量。光亮度是表示發(fā)光面明亮程度的，指發(fā)光表面在指定方向的發(fā)光強(qiáng)度與垂直且指定方向的發(fā)光面的面積之比，符號(hào)是L,單位是坎德拉/平方米。對(duì)于一個(gè)漫散射面，盡管各個(gè)方向的光強(qiáng)和光通量不同，但各個(gè)方向的亮度都是相等的。電視機(jī)的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個(gè)方向上觀

5、看圖像，都有相同的亮度感。以下是部分光源的亮度值：單位cd/m2太陽：1.5*10；日光燈：（510）*1。3；月光（滿月）：2.5*10r黑白電視機(jī)熒光屏：120左右；彩色電視機(jī)熒光屏：80左右。3. 光通量與流明光源所發(fā)出的光能是向所有方向輻射的，對(duì)于在單位時(shí)間里通過某一面積的光能，稱為通過這一面積的輻射能通量。通常光通量指人眼所能感覺到的輻射能量，它等于單位時(shí)間內(nèi)某一波段的輻射能量和該波段的相對(duì)視見率的乘積。各色光的頻率不同，眼睛對(duì)各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的輻射能通量相等，在視覺上并不能產(chǎn)生相同的明亮程度，在各色光中，黃、綠色光能激起最大的明亮感覺。如果用綠色光作水準(zhǔn)，令它的

6、光通量等于輻射能通量，則對(duì)其它色光來說，激起明亮感覺的本領(lǐng)比綠色光為小，光通量也小于輻射能通量。例如，當(dāng)波長為555X10-7米的綠光與波長為65X10-6米的紅光輻射功率相等時(shí)，前者的光通量為后者的10倍。光通量符號(hào)，單位是流明，是英文lumen的音譯，簡寫為lm。絕對(duì)黑體在鉑的凝固溫度下，從5.305x103cm2面積上輻射出來的光通量為1lm。為表明光強(qiáng)和光通量的關(guān)系，發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉的點(diǎn)光源在單位立體角（1球面度）內(nèi)發(fā)出的光通量為1lm。一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。另外，光效：單位每瓦流明Lm/w,說明電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力，以發(fā)出的光通量除以耗電量來表示.

7、4. 光照度與勒克斯光照度（luminance）：受照平面上接受光通量的密度，可用照度計(jì)直接測量。光照度的符號(hào)是E,單位是勒克斯，是英文lux的音譯，也可寫為lx。1lm的光通量均勻分布在1平方米（m2）的表面，即產(chǎn)生1勒克斯（Lux,lx）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（Footcandle,fc）。有時(shí)為了充分利用光源，常在光源上附加一個(gè)反射裝置，使得某些方向能夠得到比較多的光通量，以增加這一被照面上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。以下是各種環(huán)境照度值：單位lux黑夜：0.0010.02；月夜：0.020.3；陰天室內(nèi)：550；陰天室外：5

8、0500；晴天室內(nèi)：1001000；夏季中午太陽光下的照度：約為10*9次方；閱讀書刊時(shí)所需的照度：5060；家用攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)照度：1400。+在cd/m2（燭光/平方米）、勒克斯（LUX）和fL（foot-Lamberts英尺朗伯）之間如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換？答：（1）當(dāng)光源照射在一個(gè)物體上時(shí)，我們可以測出哪是光源發(fā)射的（Lumvnance亮度）或哪是物體反射的（Illuminance照度）。(2) 照度取決于物體的反射特性。它非常類似于照片，它測量的僅僅是反射光。它通用的單位是勒克斯。(3) 然而，EL燈是一個(gè)光源：它應(yīng)當(dāng)用亮度單位來表示，也就是fL(英尺朗伯)或cd/m2,也稱為“nits”。有些工

9、程師更傾向于用fL,而國際標(biāo)準(zhǔn)組織常用nits。nits與fL轉(zhuǎn)換的公式為：1nitsX0.2919=1fL；和1fLX3.426=1nits注；這些因數(shù)由pi(n)和m2/ft2(0.0929)導(dǎo)出。(4) 很明顯，用勒克斯是一個(gè)不正確的單位，從勒克斯也不能轉(zhuǎn)換成其它單位。1Lux=1lumenpersquaremeter=0.0929footcandle1footcandle=1lumenpersquarefoot=10.764Lux1footLambert=3.426candelaspersquaremeter(nit)1nit(candelaspersquaremeter)=0.2919footLambert+*反射率*反射率(Reflectanceorreflectionfactor):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