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光亮度

光亮度(luminance)又称发光率是指一个表面的明亮程度,以L表示, 即从一个表面反射出来的光通量。或者说是指在某方向上单位投影面积的面光源沿该方向的发光强度。

不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。

助记忆光亮度,指在某方向上单位投影面积的面光源沿该方向的发光强度。又称发光率,用符号L表示。

面光源上小面元的面积为ds,某一方向与面元法线的夹角为θ,面元沿这个方向的投影面积为ds′。

ds′=dscosθ,面元沿这个方向的发光强度为dI,则光源在该方向上的光亮度为L=dI/(cosθds);若面元沿这个方向上立体角元dΩ内发出的光通量为dФ,因此dI=dФ/dΩ,光亮度又可写为L=dФ/(dΩdscosθ)。

在国际单位制中,光亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/),又称尼特(为旧单位,现已废除)。 [1]

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于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。

不同物体对光有不同的反射系数。

光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dent light)或照度(illuminance)。若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness)。

例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%。所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大。

亮度和照度的关系,最常用的照度单位是烛光(footcandle)。1烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上接受的光通量。如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度。

1米烛光等于0.0929烛光。

我们不难理解亮度和照度之间的关系,其关系为:

L=R×E

式中L为亮度,R为反射系数,E为照度。

因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推算出它的亮度。

亮度也有几种度量单位。亮度的单位是用一种理想化了的标准状态来定义的。以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的球体的中心位置。假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表面一平方公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen)。实际应用中,亮度单位用流明太小了,所以通常取其十倍的单位毫朗伯(millilambert)来表示。比毫朗伯稍大的单位是朗伯(footlambert),1毫朗伯等于0.929朗伯。

英国标准的朗伯是用光源的烛光数,从光源到表面积的英尺数和表面的反射率来规定的。在有些国家,普遍使用的是米制单位,是以毫朗伯为基础的

1毫朗伯(mL)=0.929朗伯(ftL)=3.183烛光/平方米(c/)=10阿普熙提(apostilbs)

光亮度的单位还有:坎德拉/平方米(即尼特,Nit=1cd/)等。


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