光度学基本概念

研究光强弱的学科简称光度学。

光也是一种电磁辐射,1秒钟内通过一定截面积的辐射能称作辐射能通量(Radiation Flux 其实就是辐射功率),单位为瓦特。

对大量正常视力的观察者所做实验表明,人眼对波长为550nm的绿光最为敏感。

你并不能直接说出一盏灯有多么亮,但是你可以直观的说出两盏灯是否一样亮。如果有一个1W的波长为550nm的绿灯,同时还有一个波长为400nm的紫灯,当你看起来两者一样亮的时候,紫灯的功率其实是2500W。以绿灯为基准,我们把二者辐射能通量的比值定义为视见函数(Visibility function)。在这里,波长为400nm时的视见函数值=1w/2500w=0.0004。同理,波长为550nm的绿灯,视见函数值为1。

所以,我们看起来一样亮的绿灯和紫灯,紫灯要付出更多的辐射能量。不同波长的光视见函数值随波长变化曲线如下图所示:

Luminosity

黑色为明视情况,绿色为暗视情况(例如夜间)。这是由于人眼中对光敏感的细胞有两种。(更详细内容可以查阅维基百科关于视见函数。)

因此,将某一波长的视见函数值与辐射能通量相乘,再乘以一个固定的数值683,就是该波长的光拥有的光通量 (Luminous flux),单位为流明(lm)。

当光源看起来是一个小点时候,它向四面八方发射光,我们把一个单位立体角发出的光通量定义为光强度 (Luminous intensity),单位为坎德拉(cd)。

如果是一个发光面,则把单位投影面积、单位立体角发出的光通量定义为光亮度 (Brightness),单位为尼特(nit),也等效为坎德拉/平方米(cd/m^2)

假设这个电光源照亮了地上1平方米的地面,并且这1平方米地面上的光通量刚好是1流明,我们把 光通量/面积称为照度 (Illumination),单位为勒克斯(lx)。本例中刚好为1lx。

Yin Guobing

Yin Guobing

BOE技术研发工程师🔬,业余码农😳,蓝猫铲屎官🐈。曾独立开发了一款iOS APP并上线🎉。现居北京,正在为了理想中的生活而奋斗..

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