光通量与光功率之关系.doc

　　光通量的单位。发光强度为1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为“1流明”。英文缩写(lm)。

　　所谓的流明简单来说，就是指蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度.一个普通40瓦的白炽灯泡，其发光效率大约是每瓦10流明，因此可以发出400流明的光. 40瓦的白炽灯220伏时，光通量为340流明。光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力，单位是流明，也叫明亮度。

　　投影仪表示光通量的单位是ansi流明，ansi流明是美国国家标准化协会制定的测量投影仪光通量的标准，它测量屏幕"田"字形九个交叉点上的各点照度，乘以面积，再求九点的平均值，即为该投影仪的ansi流明。流明值越高表示越亮，明亮度越高则在投影时就不需要关灯。

　　ansi为american national standards institute（美国国家标准局）的缩写。

详细介绍

　　同样，这个量是对光源而言，是描述光源发光总量的大小的，与光功率等价。光源的光通量越大，则发出的光线越多。

　　对于各向同性的光（即光源的光线向四面八方以相同的密度发射），则 f = 4πi。也就是说，若光源的i为1cd，则总光通量为4π =12.56 lm。与力学的单位比较，光通量相当于压力，而发光强度相当于压强。要想被照射点看起来更亮，我们不仅要提高光通量，而且要增大会聚的手段，实际上就是减少面积，这样才能得到更大的强度。

　　要知道，光通量也是人为量，对于其它动物可能就不一样的，更不是完全自然的东西，因为这种定义完全是根据人眼对光的响应而来的。

　　人眼对不同颜色的光的感觉是不同的，此感觉决定了光通量与光功率的换算关系。

　　对于人眼最敏感的555nm的黄绿光，1w = 683 lm，也就是说，1w的功率全部转换成波长为555nm的光，为683流明。这个是最大的光转换效率，也是定标值，因为人眼对555nm的光最敏感。对于其它颜色的光，比如650nm的红色，1w的光仅相当于73流明，这是因为人眼对红光不敏感的原因。对于白色光，要看情况了，因为很多不同的光谱结构的光都是白色的。例如led的白光、电视上的白光以及日光就差别很大，光谱不同。

　　至于电光源的发光效率，是另外一个相关的话题，是说1w的电功率到底能转化成多少光通量。如果全部转换成555nm的光，那就是每瓦683流明。但如果有一半转换成555nm的光，另一半变成热量损失了，那效率就是每瓦341.5流明。白炽灯能达到1w=20 lm就很不错了，其余的都成为热量或红外线了。测量一个不规则发光体的光通量，要用到积分球，比较专业而复杂。

常见发光的大致效率（流明/瓦）

白炽灯，15
白色led，20
日光灯，50
太阳，94
钠灯，120

参照下列“荧光灯计算”公式：

各种光源灯具的实际效率：

LED计算：80*0.95*0.85*0.9=58.14流明/瓦

荧光灯计算：80*0.65*0.6*0.6=18.72流明/瓦

普通灯泡计算：20*0.6*0.6=7.2流明/瓦

高压钠灯计算：100*0.5*0.55*0.51=14流明/瓦

可见，LED灯具实际效率是一般荧光灯的3倍，是普通白炽灯泡的8倍，是高压钠灯的4倍。

即：LED灯与节能灯与白炽灯之间功率可换算为：5W=14W=40W，3W=9W=30W

　　光通量指人眼所能感觉到的辐射能量，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。例如，当波长为55510-7米的绿光与波长为6510-6米的红光辐射功率相等时，前者的光通量为后者的10倍。光通量的单位为“流明”。光通量通常用φ来表示，在理论上其功率可用瓦特来度量，但因视觉对此尚与光色有关。所以度量单位采用，依标准光源及正常视力另定之“流明”来度量光通量。符号：lm