光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的,基本光度量的名称、符号、定义方程、单位名称和单位符号见表6.2。若发生混淆,则在辐射度量符号上加下标“e”,在光度量符号上加下标“v”,例如辐射度量Qe、Φe、Ee等,光度量Qv、Φv、Ev等。
表6.2 基本光度量的名称、符号、定义方程、单位名称和单位符号
光通量和辐射通量可以通过人眼的视觉特性进行转换,即
式中,V(λ)是平均人眼的光谱光视效率(也叫视见函数)。对于明视觉,它是对应波长为555 nm的辐射通量Φe(555)与某波长λ能对平均人眼产生相同光视刺激的辐射通量Φe(λ)的比值。K(λ)是光谱光视效能,定义为目视引起刺激的光通量与光源发出的辐射通量之比,单位lm/W,最大值为Km(Km叫作最大光谱光视效能)。
(1)发光强度。发光强度是指光源在给定方向上单位立体角内传输的光通量,用符号I表示,单位是坎德拉(cd)。
式中,I——发光强度,cd。
国际计量大会对发光强度单位坎德拉定义为:“坎德拉是发出频率为540×1012 Hz的单色辐射的光源在给定方向的发光强度,该方向的辐射强度为1/683瓦特每球面度。”球面度是一个立体角,其顶点位于球心,而它在球面上所截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积。(www.xing528.com)
(2)光通量。光通量是指能引起眼睛视觉强度的辐射通量,用符号Φ表示,单位是流明(lm)。流明是发光强度为1 cd的均匀点光源在1 sr立体角内发射的光通量。
(3)光照度。光照度也称照度,是单位面积上接收的光通量,用符号E表示,单位是勒克斯(lx)。1 lx=1 lm/m2,勒克斯是1 lm的光通量均匀分布在1 m2表面上产生的光照度。
(4)辐(射)照度。辐(射)照度也称辐照度。表面上一点的辐照度是入射在包含该点的面元上的辐射通量dΦe除以该面元面积dA之商,用符号Ee(或E)表示,单位是瓦(特)/米2(1 W/m2=100μW/cm2)。
式中,Ee——辐照度,W/m2。
(5)光亮度。光亮度也称亮度,是指在给定方向单位立体角的垂直光照度,用符号L表示,单位是坎德拉每平方米(cd/m2)。
式中,L——亮度,cd/m2。
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100 000 lx,晴天背阴处照度约为10 000 lx,晴天室内北窗附近照度约为2 000 lx,晴天室内中央照度约为200 lx,晴天室内角落照度约为20 lx,阴天室外为50~500 lx,阴天室内为5~50 lx,月光(满月)时为2 500 lx,日光灯为5 000 lx,电视机荧光屏为100 lx,阅读书刊时所需的照度为50~60 lx,在40 W白炽灯下1 m远处的照度约为30 lx,晴朗月夜照度约为0.2 lx,黑夜为0.001 lx。
辐射强度与照度的关系为:
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