光度学基本概念

一、基本量值
1、光通量:光通量是光源在单位时间内发出的光量,也即为辐射通量(或辐射功率)能够被人眼视觉系统所感受的那部分有效当量。可以用来判断可见光谱范围内光谱效率所能引起的主观感觉的强弱。
单位:lm 符号表示:Φ
光通量


方程式中的Km代表最大光谱光视效能。明视觉条件下,光谱光视效率最大比值为1.0(光波长555nm)时的Km=683lm/W。另外Φe(λ)代表特定波长的辐射强度。V(λ)代表特定波长的光谱光视效率。


2、发光强度:光源在给定方向上的发光强度是该光源在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元之商(即Ι = dΦ/dΩ)。实际光源或灯具各方向的发光强度不同。为了描述其发光的空间分布特性,需要用发光强度分布曲线(又叫配光曲线)来表示。
单位:1cd=1lm/1sr 符号表示:I


立体角(Ω):用于表示空间范围的一个量,它是一个任意锥面所包围的空间。
立体角的大小是这样度量的,以锥面的顶点为球心,任意长度为半径作一球面,锥面将球面分成S1和S2两部分,它们分别对球心所张的立体角为D1和D2,其大小可以表示为:


立体角的单位叫球面度(sr),它是半径为1米的球面上,1平方米的球面对球心所张的立体角。因此,整个球面对球心所张的立体角为:


3、照度(illuminance):表面上一点的照度是入射在包含该点面元上的光通量dφ除以该面元面积dS之商(即:
单位为勒克斯(lx),1lx=1lm/m2)。


若光源照到某一表面的总光通量为φ,该表面面积为S,则该表面上的平均照度为E=φ/S。对于点光源,若在某一方向上的发光强度为I,那么在该方向上离开光源的距离为r处的照度E=I/r2。照度与离光源的距离平方成反比。当不是点光源的时候,此定律在距离大于光源尺寸10倍以上的时候成立。
4、光亮度L(luminance):面光源在给定方向上,单位正投影面积的发光强度。
公式:


单位:Sb(熙提)或nt(尼特)或cd/m2(坎德拉/平方米)
二、单位转换

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