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：

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。

封面图片：Photo by Rohan Makhecha on Unsplash