光度學(xué)四個(gè)光度名詞講解

光度學(xué)四個(gè)光度名詞講解第一頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日目錄前言概念

光的多少稱光通量 書(shū)桌臺(tái)面受到光照多少稱照度 一束光射遠(yuǎn)而強(qiáng)的能力稱光強(qiáng) 眼睛看到電視屏幕感覺(jué)亮不亮稱亮度定義

幾個(gè)數(shù)學(xué)名詞：圓；球；球面；圓面角；4π； 點(diǎn)光源 光通量F(lm)定義 照度E(lx)定義

光強(qiáng)I(cd)定義 亮度L(cd/m2)定義

定義小結(jié)第二頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日進(jìn)一步理清概念中文名稱與光度學(xué)單位名稱容易混淆：日常文字中提到的亮度 含義可能指四個(gè)單位中任意一種？照度E（lx）：同樣光照下，黑色臺(tái)面和白色臺(tái)面，看上去哪個(gè)亮？

光強(qiáng)I（cd）：平行光光強(qiáng)如何計(jì)算？

亮度L（cd/m2）：看到馬路上一排路燈，近的比遠(yuǎn)的亮？

四種單位可否換算：有否先決條件？如何換算？目錄第三頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日前言

四個(gè)光度單位“光通量F（lm）；光強(qiáng)Ｉ（cd）；照度Ｅ（lx）；亮度Ｌ（cd/m2）從不同角度表征照明的光度值。 清晰概念不但對(duì)照明從業(yè)人員，對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钜灿幸饬x。由于我們的教育從小學(xué)、中學(xué)、到大學(xué)（照明專業(yè)除外）缺失相關(guān)內(nèi)容。就大部分照明從業(yè)人員一般也只能從零星資料中無(wú)師自通。這些概念看似不難，但要真正弄清仍需要費(fèi)些腦筋。 本篇試著用淺顯方法（省卻微分?jǐn)?shù)學(xué)表達(dá)式），講解貌似簡(jiǎn)單又不太簡(jiǎn)單的內(nèi)容。

第四頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日概念

在說(shuō)明四個(gè)光度單位前，設(shè)想一下如果是你應(yīng)該如何來(lái)衡量光的度值。

第五頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日光的多少稱

光通量

就如日常生活衡量錢(qián)幣的多少單位是元一樣，衡量光多少的單位是光通量lm。

可以講600lm燈泡比150lm燈泡光多發(fā)光450lm。

光通量F

(Luminousflux) 單位：lm(lumen)（讀流明）測(cè)量用積分球。第六頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日

書(shū)桌臺(tái)面受到光照多少

稱照度

一盞或多盞燈照明書(shū)桌臺(tái)面,如果光照到多看書(shū)則亮。這個(gè)受到光照多少稱照度lx。教室書(shū)桌臺(tái)面照度一般需要大于300lx。照度E（Illuminance）

單位：lx（讀勒克斯） 測(cè)量用手持照度表第七頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日一束光射遠(yuǎn)而強(qiáng)的能力稱

光強(qiáng)

手電筒發(fā)出的光雖只有100lm，但光束很強(qiáng)100米外還很亮，日光燈光有2000lm，光束強(qiáng)度卻比不過(guò)手電筒。這種衡量光束射遠(yuǎn)而強(qiáng)的能力稱光強(qiáng)，手電筒光強(qiáng)（cd）比日光燈高。光強(qiáng)I(luminousintensity)單位：cd(candela,cd)(讀坎德拉)測(cè)量用分布光度儀，獲得光源的分布光強(qiáng)曲線。第八頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日眼睛看到電視屏幕感覺(jué)亮不亮

稱亮度

視覺(jué)電視屏幕感覺(jué)亮不亮單位是亮度cd/m2。本詞“亮度”是光度學(xué)中專用單位名詞，詞意比中文外延小，特指視覺(jué)亮度。 亮度L（lightness;brightness） 單位：cd/m2（candela/m2）（

讀坎德拉每平方米）測(cè)量用類似于攝影器的亮度儀。第九頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日定義

早期教課書(shū)四個(gè)光度單位定義均從光強(qiáng)出發(fā)，由于光強(qiáng)概念本身就較難理解，本篇試從較易理解的光通量出發(fā)。之前并重溫一下相關(guān)立體幾何學(xué)。

第十頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日幾個(gè)數(shù)學(xué)名詞：

圓；球；球面；圓面角；4π圓；平面圓，圓心到圓周距離相等；半徑=r球；立體圓，圓心到球面距離相等；半徑=r球面；特指面積值=r2，整個(gè)球面積=4π個(gè)r2球面度；以r2球面的角度（steradian，符 號(hào)∶sr）也稱1sr立體角r1sr=71.80961o第十一頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日點(diǎn)光源

西方研究光度學(xué)時(shí)間是要早于電燈發(fā)明，那時(shí)主要人工光源是蠟燭，英文candela。為了度衡光度用多少支蠟燭光來(lái)計(jì)量。解放初期上海市民稱15W白熾燈為15支光（15支蠟燭光）。我們現(xiàn)在就定義一支標(biāo)準(zhǔn)蠟燭。它光源非常小象個(gè)點(diǎn)。為了減少煩惱我們不關(guān)心標(biāo)準(zhǔn)蠟燭如何定義。標(biāo)準(zhǔn)蠟燭光通量=4πl(wèi)m=12.566lm。

光通量=4πl(wèi)m=12.566lm第十二頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日光通量F(lm)定義

定義：標(biāo)準(zhǔn)蠟燭1面度角光通量 1lm=標(biāo)準(zhǔn)蠟燭F/4π。 光通量F；單位lm。

用途：主要用于衡量光源能力，一支60W白熾燈約750lm。

特征： 沒(méi)有方向概念，沒(méi)有密度概念,是區(qū)域片總和值。

第十三頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日照度E(lx)定義定義：標(biāo)準(zhǔn)蠟燭1米處照度L=1lx。得公式：E=F/A式中：F光通量；

A面積；單位平方米m2。式意義；照度定義為流明每平方米。用途：主要用于衡量照明能力特征：沒(méi)有方向概念，有密度概念,是點(diǎn)數(shù)值。第十四頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日光強(qiáng)I（cd）定義定義：標(biāo)準(zhǔn)蠟燭向四周每個(gè)方位的光強(qiáng)為1cd。式1：

I=F/α;1cd=1lm/1sr式中F光通量；I光強(qiáng)；α立體角，單位：sr。

式2：I=ES2。式中；E照度；S距離：?jiǎn)挝幻譵。用途：主要用于衡量燈具配光曲線特征：有方向概念，有密度概念,有距離概念，

是有原點(diǎn)的線數(shù)值。光強(qiáng)第十五頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日亮度L(cd/m2)定義定義：距離標(biāo)準(zhǔn)蠟燭1米處設(shè)個(gè)屏幕，從遠(yuǎn)處對(duì)著 燭光 方向看屏幕亮度=1/π

cd/m2。（注）距離1m用途：主要用于衡量屏幕亮度特征：有方向概念，（有發(fā)光角度概念）， 有密度概念,是點(diǎn)數(shù)值。注：面發(fā)光第十六頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日定義小結(jié)為了便于記憶：設(shè)光強(qiáng)1cd點(diǎn)光源外套半徑1米圓球。光強(qiáng)1cd球內(nèi)壁照度1lx球外面亮度1/πcd/m2=0.31831cd/m21立體角內(nèi)1lm總流明4πl(wèi)m1lx1lm1cd圓球第十七頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日進(jìn)一步理清概念

到這兒四個(gè)光度名詞已經(jīng)全部講解完畢，為了進(jìn)一步理清概念，再例舉些相關(guān)內(nèi)容隨意講講。

第十八頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日中文名稱與光度學(xué)單位名稱容易混淆：

日常文字中提到的亮度含義

可能指四個(gè)單位中任意一種？日常中文提到亮度含義可能指：1，日光燈亮度亮---光通量F（lm）；2，手電光亮度亮---光強(qiáng)I（cd）；3，房間亮度亮---照度E（lx）；4，霓虹燈亮度亮---亮度L（cd/m2）。*英文brightness也有同樣現(xiàn)象。第十九頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日光強(qiáng)Ｉ：平行光光強(qiáng)如何計(jì)算？光強(qiáng)從點(diǎn)光源來(lái)定義，平行光可以認(rèn)為是原點(diǎn)距離很遠(yuǎn)的點(diǎn)光源。 通常分布光度計(jì)測(cè)6米和測(cè)10米，帶拋物面燈具光強(qiáng)曲線6米和10米會(huì)有差異。即不可把燈具的光強(qiáng)原點(diǎn)簡(jiǎn)單理解在光源處。但光度計(jì)測(cè)10光強(qiáng)就定義10米點(diǎn)光源。 為了接近實(shí)際，故一般室內(nèi)燈具測(cè)6米（格柵燈等）。室外燈具測(cè)10米（路燈等）

。第二十頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日照度Ｅ：同樣光照下，黑色臺(tái)面和白色臺(tái)面，看上去哪個(gè)亮？從照度Ｅ（lx）角度，同樣光照E下，黑色臺(tái)面和白色臺(tái)面照度Ｅ（lx）一樣，但從亮度L角度

（cd/m2），白色臺(tái)面比黑色臺(tái)面cd/m2高。平面漫反射材料亮度：已知照度E和反光率求亮度ＬL=E/π計(jì)反光率L=RE/

π

式中L為亮度,R為反射系數(shù),E為照度.

第二十一頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日亮度Ｌ（cd/m2）看到馬路上一排路燈，

近的比遠(yuǎn)的亮？正確答案是一樣亮。視覺(jué)對(duì)物體遠(yuǎn)近在視網(wǎng)膜成像有尺寸改變亮度無(wú)變化。第二十二頁(yè)，共二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期日四種單位可否換算：有否先決條件？

如何換算？先決條件是近似點(diǎn)光源可以換算：已知光強(qiáng)cd和發(fā)光角度求光通量。F=I

2π

(α

/180)2

。

α<180

o

;F=