光通量(φ)
1.1 定义:
光源在单位时间内所发出的光之能量,称为光通量,亦称为光束(φ)
1.2 单位:流明(lm)
一流明=一烛光(1cd)的光源在一立体弧度角内所发出的光通量。
一烛光=每小时燃烧7.776克标准烛所发出的光.
一流明也可以定义为:在空气中波长为555nm,与1/683W辐射通量相等的光通量。
1.3 关系式
φ=4 π I
(1烛光=4 π 流明 = 12.56 流明)
(1cd = 4 π lm = 12.56 lm)
2 光度(I)
2.1 定义:
光源在某一方向单位立体角内所发出的光通量,称为光度(I)。
2.2 单位:烛光(cd)
一烛光=每小时燃烧7.776克标准烛所发出的光。
2.3 关系式
I=dφ/dω
ω为立体弧度角
各种光源之光度与光束比较
光源 光度I(cd) 光束ω(lm)
太阳 3x10 ²7 4x10²8
月亮 6x10 ¹5 8x10¹6
40W白炽灯 40 500
40W白色曰光灯 250 3100
40W水银灯 100 1300
3 照度(E)
3.1 定义:
被照体单位面积上所受的光通量
3.2 单位:
• 勒克斯(lux)=流明/平方米
• 幅透(phot)=流明/平方厘米
• 米烛光:距离一烛光的光源一米处的点被照体表面上的照度。
3.3 关系式
照度=光度/距离²
E=I/r²
r为光源到被照物表面的距离
3.4 公式
E=dφ/dA
dA为被照体单位面积
当被照体倾斜,与光束成θ夹角时:
E=dφcosθ/dA
3.5 照度的矢量特性
照度具有矢量特性,遵循矢量法则。照度在垂直平面上的分矢量值,称为垂直面照
度。照度在水平面上的分矢量,称为水平面照度。在某点上，垂直面照度和水平
面照度的合成矢量值，称为法线照度。
3.6 非平面照度
除平面照度外,还有两种与照明质量的主观印象有关的非平面照度,它们是平均球
面照度和平均柱面照度。
平均球面照度:指放置在某点上的一个无限小的球体表面上的平均照度,称为该点
的平均球面照度,它的量值与方向无关,有时也称之为标量照度。
假设一个点光源的光强值为I,某被照点与点光源的距离为d,则该点的平均球面照度:
E=I/4d²
平均柱面照度:指放置在某点上的一个无限小的圆柱体表面上的平均照度,称为该
点的平均柱面照度,圆柱体轴线与入射光线要垂直,因此,它的量值与方向有关。
假设一个点光源的光强值为I,某被照点与点光源的距离为d,入射光线与被照面的
夹角为&phi,则该点的平均柱面照度为:
E=Isin φ/πd²
各种光源之照度比较
光源 照度(lx)
太阳光(直射) 约10万
阴天(薄云) 3-7万
雨天 1-3万
阴暗天 1-2万
月光(月圆) 约0.2
星光 约0.0003
灯光(办公室) 500-1000
4 亮度
4.1 定义:
(1) 亮度(B):光源每单位面积所发出的光通量。
(2) 亮度(M):被照物体每单位面积所反射出的光通量。
4.2 单位:郎伯(lambert)
1郎伯=1流明/cm²
4.3 公式
B=φ/S
M=dφ/dA
4.4 反射系数(e)
被照物体亮度与照度之比为反射系数(e)。
e=亮度M/照度E
亮度M=ex照度E
5 辉度(L:Luminance)
5.1 定义:
光源体在某一方向上,每单位透影面积上所发出的光度。
5.2 单位:
• 尼都(nit)=烛光/平方米(1nt=1cd/m²)
• 斯迪伯(stilb)=烛光/平方里米(1nt=1cd/cm²)
5.3 公式
L=I/S 或L=dI/dS
5.4 关系式
亮度(lm/m²)=πx辉度(cd/m²)
M=F/S=4π I/S=πL
6 对比度(CONTRACT)
C=(L1-L2)/L1
其中L1为背景辉度,L2为视象物辉度
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