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光度/光通理等幾個光學術語的解釋以及換算關系

2010-08-24

幾個光學術語的解釋以及換算關系
1.發光強度(光度)的含義是什么?
答：發光強度（光度，I）定義為:點光源在某一方向上的發光強度，即是發光體在單位時間內所射出的光量，也簡稱為光度，常用單位為燭光（cd，坎德拉），一個國際燭光的定義為以鯨魚油脂制成的蠟燭每小時燃燒120格冷（grain）所發出的光度，一格冷等于0.0648克

2.發光強度(光度)的單位是什么?
答：發光強度常用單位為燭光（cd，坎德拉），國際標準燭光（lcd）的定義為理想黑體在鉑凝固點溫度（1769℃）時，垂直于黑體（其表面積為1m2）方向上的60萬分之一的光度，所謂理想黑體是指物體的放射率等于1，物體所吸收的能量可以全部放射出去，使溫度一直保持均勻固定，國際標準燭光（candela）與舊標準燭光（candle）的互換關系為 1candela=0.981candle3.什么叫做光通量?光通量的單位是什么?
答：光通量（φ）的定義是：點光源或非點光源在單位時間內所發出的能量,其中可產生視覺者（人能感覺出來的輻射通量）即稱為光通量。光通量的單位為流明（簡寫lm），1流明（lumen或lm）定義為一國際標準燭光的光源在單位立體弧角內所通過的光通量，由于整個球面面積為4πR2，所以一流明光通量等于一燭光所發出光通量的1/4π，或者說球面有4π,因此按照流明的定義可知一個cd的點光源會輻射4π流明，即φ（流明）=4πI（燭光），假定△Ω為很小的立體弧角，在△Ω立體角內光通量△φ，則有△φ=△ΩI

4.一英尺燭光的含義是什么?
答：一英尺燭光是指距離一燭光的光源（點光源或非點光源）一英尺遠而與光線正交的面上的光照度，簡寫為1ftc（1 lm/ft2，流明/英尺2），即每平方英尺內所接收的光通量為1流明時的照度，并且1ftc=10.76 lux

5.一米燭光的含義是什么?
答：一米燭光是指距離一燭光的光源（點光源或非點光源）一米遠而與光線正交的面上的光照度，稱為勒克斯（lux，也有寫成lx），即每平方公尺內所接收的光通量為1流明時的照度（流明/米2）

6. 1 lux的含義是什么？
答：每平方公尺內所接收的光通量為1流明時的照度

7.照度的含義是什么?
答：照度（E）的定義為：被照物體單位受照面積上所接受的光通量，或者說受光照射的物體在單位時間內每單位面積上所接受的光度，單位以米燭光或英尺燭光（ftc）表示

8.照度與光度、距離之間有什么關系?
答：照度與光度、距離間的關系是：E(照度)=I(光度)/r2(距離平方)

9.被照體的照度大小與哪些因素有關?
答：被照體的照度與光源的發光強度及被照體和光源之間的距離有關，而與被照體的顏色、表面性質及表面積大小無關

1881年，燭光的定義為：1磅鯨腦油制成之蠟燭，以120mg/h的速度水平燃燒的水平方向上的發光強度
后來又使用過以醋酸戊脂、白熾燈、戊烷燈等做過定義
1948年，以鉑凝固點的黑體輻射來定義
1967年，candela是在101325Pa下，處于鉑凝固溫度的黑體的1/600000m^2表面在垂直方向上的發光強度
1979年，candela是發出單色輻射的頻率為540*10^12Hz的單色輻射的光譜光視效能K=683lm/W

好象經常大家把燭光和坎德拉等同起來，實際上兩者是有偏差的.

這些單位的換算好像都沒有太大的實際意義。人們普遍關心的是1lm=？cd   1cd=？W的換算關系，以下請大家參考：為cd、lm、w的一些換算系數
波長(nm)    CIE 適應光的光度有效系數    適應光流明/瓦特的換算因子
380    0.0000                         0.05
390    0.0001                         0.13
400    0.0004                         0.27
410    0.0012                         0.82
420    0.0040                         2.73
430    0.0116                         7.91
440    0.0230                         15.7
450    0.0380                         25.9
460    0.0600                         40.9
470    0.0910                         62.1
480    0.1390                         94.8
490    0.2080                         142.0
500    0.3230                         220.0
510    0.5030                         343.0
520    0.7100                         484.0
530    0.8620                         588.0
540    0.9540                         650.0
550    0.9950                         679.0
555    1.0000                         683.0
560    0.9950                         679.0
570    0.9520                         649.0
580    0.8700                         593.0
590    0.7570                         516.0
600    0.6310                         430.0
610    0.5030                         343.0
620    0.3810                         260.0
630    0.2650                         181.0
640    0.1750                         119.0
650    0.1070                         73.0
660    0.0610                         41.4
670    0.0320                         21.8
680    0.0170                         11.6
690    0.0082                         5.59
700    0.0041                         2.78
710    0.0021                         1.43
720    0.0010                         0.716
730    0.0005                         0.355
740    0.0003                         0.170
750    0.0001                         0.082
760    0.0001                         0.041