認(rèn)識(shí)光源亮度及相關(guān)概念
亮度是光學(xué)領(lǐng)域的重要概念,認(rèn)識(shí)光源亮度及相關(guān)概念對(duì)于我們了解光源有重要的幫助。本文進(jìn)行了總結(jié)。
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亮度
亮度是指發(fā)光體(反光體)表面發(fā)光(反光)強(qiáng)弱的物理量。人眼從一個(gè)方向觀察光源,在這個(gè)方向上的光強(qiáng)與人眼所“見到”的光源面積之比,定義為該光源單位的亮度,即單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度。亮度的單位是坎德拉/平方米(cd/m2)亮度是人對(duì)光的強(qiáng)度的感受。它是一個(gè)主觀的量。與光照度不同的,由物理定義的客觀的相應(yīng)的量是光強(qiáng)。
這兩個(gè)量在一般的日常用語中往往被混淆。亮度也稱明度,表示色彩的明暗程度。人眼所感受到的亮度是色彩反射或透射的光亮所決定的。
發(fā)光強(qiáng)度為一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度,單位candela,即坎德拉,簡稱坎、cd。有人仍然用燭光來表示發(fā)光強(qiáng)度,那太老了,要知道1940年(又一說1948年)已經(jīng)采用新燭光了,只不過“燭”=candle罷了。1968年以后燭光被廢除。
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光通量
光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的光量稱為光源的發(fā)光通量,單位流明lm,λ為光譜光視效率。1lm等于由一個(gè)具有1cd (坎德拉)均勻的發(fā)光強(qiáng)度的點(diǎn)光源在1sr(球面度)單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量,即1 lm=1 cd·sr。一只40W的普通白熾燈的標(biāo)稱光通量為360lm,40 W日光色熒光燈的標(biāo)稱光通量為2100 lm,而400 W標(biāo)準(zhǔn)型高壓鈉燈的光通量可達(dá)48000 lm。
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光照度
一個(gè)發(fā)光體的發(fā)光面和被光照射的物體表面的明亮程度,是可以被人眼直接感覺到的。但人眼感覺到的明亮程度,叫視亮度(Brightness)或主觀亮度,它可能受到觀察環(huán)境及光源本身的一些因素的影響。對(duì)同一觀察對(duì)象,主觀感覺還由于眼睛適應(yīng)情況的不同而有相當(dāng)大的差別。
在光度學(xué)中光亮度(Luminance)(簡稱亮度)定義為光源表面一點(diǎn)處的面元在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度除以該面元在垂直于給定方向上的正投影面積之商。亮度的國際單位制是坎德拉/平方米。
1lm(流明)的光通量均勻分布在1㎡表面上所產(chǎn)生的光照度,單位勒克斯,lx
單位光源面積在法線方向上,單位立體角內(nèi)所發(fā)出的光流,單位尼特,nt
衡量手電筒和LED一般用發(fā)光強(qiáng)度,但早期的LED“亮度”低,因此都用毫cd來衡量,即mcd,后來出來了上千、上萬mcd的,單位也不改了,因此1000mcd=1cd。
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