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光通量

光通量(luminous flux)指人眼所能感觉到的辐射功率,它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同,所以不同波长光的辐射功率相等时,其光通量并不相等。

光通量是指按照国际规定的标准人眼视觉特性评价的辐射通量的导出量,以符号Φ(或Φr)表示。光通量与辐射通量的关系为

光视效能是光通量与相应的辐射通量之商,单位是lm/W。对于复合辐射,其符号为K,K=Φ/Φe。波长为λ的单色辐射的光视效能符号为K(λ),称为光谱光视效能,即

光谱光视效率函数亦称视见函数。它是在特定光度条件下,视亮度感觉相等的波长为λm和λ的两个辐射通量之比,以符号V(λ)表示。λm选在最大比值等于1处。在明视觉条件下(适应亮度大于几个坎德拉每平方米),λm=555 nm,此时V(λ)=1。1971年国际照明委员会(CIE)公布的明视觉V(λ)的标准值于1972年获国际计量委员会批准(见图)。在暗视觉条件下(适应亮度小于0.01 cd/m)的光谱光视效率函数以符号V′(λ)表示,其最大值位置向短波方向移动,在λm=507 nm时,V′(λ)=1。图中的V′(λ)曲线是CIE1951年推荐的。 [1]

光通量的单位为“流明”。光通量通常用Φ来表示,在理论上其单位相当于电学单位瓦特,因视觉对此尚与光色有关。所以依标准光源及正常视力度量单位采用“流明”,符号:lm 。

1.光通量是每单位时间到达、离开或通过曲面的光强度。

2.光通量是灯泡发出亮光的比率。

流明 (lm) 是国际单位体系 (SI) 和美国单位体系 (AS) 的光通量单位。如果将光作为穿越空间的粒子(即光子),那么到达曲面的光束的光通量与 1 秒钟时间间隔内撞击曲面的粒子数成一定比例。

光通量的物理表达式为:

式中:K:光敏度、感光度(类比:胶卷的感光度)、人眼对于彩色的感知能力 K = 683.002 lm/W。 K值使光通量的单位与辐射功率的单位得到统一。

λ:波长,事实上人眼只对波长位于380nm~780nm的可见光有反应,习惯上我们把低于380nm的光波称为紫外线(Ultraviolet,简称UV), 把高于780nm的光波称为红外线(Infrared,简称IR),这一点也反映在了视见函数V(λ)中。

V(λ):称为人眼相对光谱敏感度曲线,亦作视见函数曲线,是总结了众多针对人眼的测试经验而得到的,它描述了人眼对不同波长的光的反应强弱。

光源的辐射能通量;对人眼所引起视觉的物理量。即单位时间内某一波段内的辐射能量与该波段的相对视见率的乘积。人眼对不同波段的光,视见率不同;故不同波段的光辐射功率相等,而光通量不等。

人眼对亮度的敏感程度与颜色有关,在整个可见光范围内并不是均匀的.可以用相对敏感函数曲线进行描述.

在环境明亮时,人眼对于波长X=555nm(环境黑暗时为507nm)的光线最为敏感,我们定义这时的相对视敏度Vs(555)=1.当X为其它值时,Vs(X)均小于1.如果对于某一波长X的单色光,其辐射功率为P(X),相对视敏函数为Vs(X),则可以定义光通量为Y(X)=P(X)*Vs(X)。

当P(X)以瓦为单位时,Y(X)的单位为光瓦.只有当X=555nm时,1瓦光辐射功率产生683lm(流明)的光通量。

由于人眼对不同波长的光的视见函数不同,所以不同的波长的光的辐射功率即使相等,其光通量并不相等。例如当波长为5 500的绿光与波长为6 500的红光辐射功率相同时,前者的光通量为后者的10倍。光通量的单位是流明(lm)。在光度学中,它是据发光强度的单位cd以及根据发光强度与光通量的关系而导出的。1lm数值上等于在某一方向的发光强度为1cd的点光源在该方向上的单位立体角内传送出的光通量。 [2]

光强是发光强度的简称。表示光源在单位立体角内光通量的多少。

发光强度是指光源在指定方向上的单位立体角内发出的光通量,也就是说光源向空间某一方向辐射的光通密度。符号用I表示,国际单位是candela(坎德拉)简写cd。光强代表了光源在不同方向上的辐射能力。通俗的说发光强度就是光源所发出的光的强弱程度。

亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量。人眼从一个方向观察光源,在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比,定义为该光源单位的亮度,即单位投影面积上的发光强度。亮度用符号L表示,亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m2) 。

光源的明亮程度与发光体表面积有关系,同样的光强的情况下,发光面积大,则暗,反之则亮。

亮度与发光面的方向也有关系,同一发光面在不同的方向上其亮度值也是不同的,通常是按垂直于视线的方向进行计量的。

如在常用照明中,如果要降低被摄物的亮度,尤其是人物脸部,正常的做法是把灯的距离拉远一些,或者在灯前加上柔光纸,以减轻光线的强度。


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