光学单位介绍.doc

(word完整版)光学单位介绍亮度与照度一、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1，750lm,而一支40W冷白日光灯管则可产生3，150lm的光通量。根据定义，1lm为发光强度1cd的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量。即2.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（Candle or Candela, 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（luminance, 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/m2， 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/m2牛顿的标准大气压下，面积等于1/60cm2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)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540x1012Hz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.有了发光强度单位及发光强度与光亮度、光通量、光照度间的关系，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5-50lx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5060lx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/cm2通过大气看到的太阳约150000 cd/cm2钨丝白炽灯约为500 cd/cm2蜡烛火焰约0。5 cd/cm2通过大气看到的满月约0.25 cd/cm2晴朗的白昼天空约0.15 cd/cm2没有月亮的天空约10-8 cd/cm2