光学单位介绍

1、亮度与照度一、光学中常用物理量1. 光通量（符号，单位流明）光通量（Luminous flux ）:即一光源单位时间内所放射出的光能量，为描述光源发光能力的基本量，单位为流明（Lumen ,lm ）。例如一个100W的灯泡 可产生1,7501m，而一支40W冷白日光灯管则可产生3,1501m的光通量。根据 定义，11m为发光强度led的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量。即1lm =1cd 1sr2. 发光强度（符号I，单位坎德拉cd）发光强度（Luminous intensity, Candle power ）:发光强度简称光强，指光源在特定方向单位立体角（单位为sr）内所放射出来的光

2、通量，也就是光源或照 明灯具所发出的光通量在空间选定方向上分布密度，单位为烛光（Can dle orCandela, cd ）。发光强度为1cd的光源可放射出12.57lm的光通量。3. 照度（符号E，单位 勒克斯lux，尺烛光fc）照度（luminance ）:受照平面上接受光通量的密度，可用每一单位面积的光通量来测量。1lm的光通量均匀分布在1平方公尺（m2）的表面，即产生1 勒克斯（Lux ）的照度；1lm的光通量落在1平方英尺（ft2）的表面，其照度值为 1 尺烛光（Foot candle, fc ）。3.辉度 亮度（符号L,单位 尼特cd/m2，英尺朗伯fl）辉度或亮度（lumina

3、nce, Brightness ）:当人眼目视某物所看到的，可以两种方式表达：一用于较高发光值者如光源或灯具， 直接以其发光强度来表示；另 一则用于本身不发光只反射光线者如：室内表面或一般物体，以亮度表示。亮度 即被照物每单位面积在某一方向上所发出或反射的发光强度， 用以显示被照物的 明暗差异，公制单位为烛光/平方公尺(Candela/m 2, cd/m2)或尼特(nit)，英 制单位为英尺朗伯( Foot lambert, fl )。4.反射率反射率( Reflectance or reflection factor )：某表面的亮度取决于落于其上 的光量与该表面所能反射光线的能力； 其所能

4、反射的光的多寡与分布形式则取决 于该材料表面的性质， 以反射光与入射光的比值来表示， 称为该材料表面的反射 比或反射率( %) 。完美的黑色表面的反射比为 0，亦即无论多少光落于其上皆 无亮度产生而全被吸收；反之，完美白色表面的反射比为 1(反射率 100% ，吸 收率 0% )。反射比的测量，首先，将照度计置于物体表面读出其表面照度值Ei (Incident light )，再将照度值置于其上5-8cm (感光部分朝该表面且确定无 阴影遮挡)，即可测出其所反射的照度值 Er( Reflected light )，表面照度除反 射照度所得之商即为该材料表面的反射比二、单位及单位换算1967 年

5、法国第十三届国际计量大会规定了以 坎德拉、坎德拉 /平方米、流 明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程 技术中使用的光学度量单位有重要意义。坎德拉( candela )的定义：在 101325N/m 2牛顿的标准大气压下，面积等 于 1/60cm 2 的绝对“黑体(”即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体) ，在 纯铂(Pt )凝固温度(约2042K,或1769 C)时，沿垂直方向的发光强度为1坎 德拉(cd)。并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。从数量上看， 60 坎德拉等于 58.8 国际烛光，亥夫纳灯的 1 烛光等于 0.885

6、国际烛光或0.919坎德拉这种定义是以纯铂在凝固点下的光谱成份为基点的，要对其他光辐射进行测 量，就要换算到相应的光谱成份，还需相应的视见函数值，不易准确，另外这种 定义也没有明确规定最大光功当量 Kmax之值，影响光度学和辐射度学之间的换 算。1979年第16届国际计量大会通过决议，废除上述坎德拉的定义，并规定： 坎德拉是发出540x10 12Hz频率的单色辐射源在给定方向上的发光强度，该 方向上的辐射强度为（1/683）W/sr。坎德拉是国际单位制的基本单位（旧称 烛光”俗称 支光”。规定 led 二 11m Isr。llx = Im m2。有了发光强度单位及发光强度与光亮度、光通量、光照

7、度间的关系，光亮度、 光通量和光照度的单位也就确定了。自然光的照度在不同光线情况下为：晴天阳光直射地面照度约为100000lx 晴天背阴处照度约为10000lx 晴天室内北窗附近照度约为2000lx 晴天室内中央照度约为200lx 晴天室内角落照度约为20lx阴天室外50500lx阴天室内550lx月光（满月）2500lx 日光灯5000lx电视机荧光屏 100lx阅读书刊时所需的照度 50-60lx在 40W 白炽灯下 1m 远处的照度约为 30lx晴朗月夜照度约为 0.2lx黑夜 0.001lx常见光源的亮度 （新概念 -光学）： 在地球大气层外看到的太阳约 190000cd/cm 2 通过大气看到的太阳约 150000