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光度/光通理等几个光学术语的解释以及换算关系

2010-08-24

几个光学术语的解释以及换算关系
1.发光强度(光度)的含义是什么?
答：发光强度（光度，I）定义为:点光源在某一方向上的发光强度，即是发光体在单位时间内所射出的光量，也简称为光度，常用单位为烛光（cd，坎德拉），一个国际烛光的定义为以鲸鱼油脂制成的蜡烛每小时燃烧120格冷（grain）所发出的光度，一格冷等于0.0648克

2.发光强度(光度)的单位是什么?
答：发光强度常用单位为烛光（cd，坎德拉），国际标准烛光（lcd）的定义为理想黑体在铂凝固点温度（1769℃）时，垂直于黑体（其表面积为1m2）方向上的60万分之一的光度，所谓理想黑体是指物体的放射率等于1，物体所吸收的能量可以全部放射出去，使温度一直保持均匀固定，国际标准烛光（candela）与旧标准烛光（candle）的互换关系为 1candela=0.981candle3.什么叫做光通量?光通量的单位是什么?
答：光通量（φ）的定义是：点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。光通量的单位为流明（简写lm），1流明（lumen或lm）定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量，由于整个球面面积为4πR2，所以一流明光通量等于一烛光所发出光通量的1/4π，或者说球面有4π,因此按照流明的定义可知一个cd的点光源会辐射4π流明，即φ（流明）=4πI（烛光），假定△Ω为很小的立体弧角，在△Ω立体角内光通量△φ，则有△φ=△ΩI

4.一英尺烛光的含义是什么?
答：一英尺烛光是指距离一烛光的光源（点光源或非点光源）一英尺远而与光线正交的面上的光照度，简写为1ftc（1 lm/ft2，流明/英尺2），即每平方英尺内所接收的光通量为1流明时的照度，并且1ftc=10.76 lux

5.一米烛光的含义是什么?
答：一米烛光是指距离一烛光的光源（点光源或非点光源）一米远而与光线正交的面上的光照度，称为勒克斯（lux，也有写成lx），即每平方公尺内所接收的光通量为1流明时的照度（流明/米2）

6. 1 lux的含义是什么？
答：每平方公尺内所接收的光通量为1流明时的照度

7.照度的含义是什么?
答：照度（E）的定义为：被照物体单位受照面积上所接受的光通量，或者说受光照射的物体在单位时间内每单位面积上所接受的光度，单位以米烛光或英尺烛光（ftc）表示

8.照度与光度、距离之间有什么关系?
答：照度与光度、距离间的关系是：E(照度)=I(光度)/r2(距离平方)

9.被照体的照度大小与哪些因素有关?
答：被照体的照度与光源的发光强度及被照体和光源之间的距离有关，而与被照体的颜色、表面性质及表面积大小无关

1881年，烛光的定义为：1磅鲸脑油制成之蜡烛，以120mg/h的速度水平燃烧的水平方向上的发光强度
后来又使用过以醋酸戊脂、白炽灯、戊烷灯等做过定义
1948年，以铂凝固点的黑体辐射来定义
1967年，candela是在101325Pa下，处于铂凝固温度的黑体的1/600000m^2表面在垂直方向上的发光强度
1979年，candela是发出单色辐射的频率为540*10^12Hz的单色辐射的光谱光视效能K=683lm/W

好象经常大家把烛光和坎德拉等同起来，实际上两者是有偏差的.

这些单位的换算好像都没有太大的实际意义。人们普遍关心的是1lm=？cd   1cd=？W的换算关系，以下请大家参考：为cd、lm、w的一些换算系数
波长(nm)    CIE 适应光的光度有效系数    适应光流明/瓦特的换算因子
380    0.0000                         0.05
390    0.0001                         0.13
400    0.0004                         0.27
410    0.0012                         0.82
420    0.0040                         2.73
430    0.0116                         7.91
440    0.0230                         15.7
450    0.0380                         25.9
460    0.0600                         40.9
470    0.0910                         62.1
480    0.1390                         94.8
490    0.2080                         142.0
500    0.3230                         220.0
510    0.5030                         343.0
520    0.7100                         484.0
530    0.8620                         588.0
540    0.9540                         650.0
550    0.9950                         679.0
555    1.0000                         683.0
560    0.9950                         679.0
570    0.9520                         649.0
580    0.8700                         593.0
590    0.7570                         516.0
600    0.6310                         430.0
610    0.5030                         343.0
620    0.3810                         260.0
630    0.2650                         181.0
640    0.1750                         119.0
650    0.1070                         73.0
660    0.0610                         41.4
670    0.0320                         21.8
680    0.0170                         11.6
690    0.0082                         5.59
700    0.0041                         2.78
710    0.0021                         1.43
720    0.0010                         0.716
730    0.0005                         0.355
740    0.0003                         0.170
750    0.0001                         0.082
760    0.0001                         0.041