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技术答疑

什么是光通量?什么是光源的发光强度?

        
光源向周围空间辐射不同波长的电磁波I即光辐射I,光辐射的传播过程是能量的传播过程。在单位时间内通过某一面积的辐射能,称为通过该面积的辐射通量,也就是辐射功率,单位为W(瓦)。
 
这一辐射通量中,包含了各种波长的电磁波,例如红外辐射,紫外辐射和可见辐射。对于可见辐射,若波长不同,人眼的敏感度也不同,即不同波长但辐射量相同的光辐射,使人眼产生的光多少感觉不一样。如黄绿光最强,红光和紫光让人觉得弱得多。人眼的这一特性称为辐射的光谱光视效率。由于人眼的这种特性,我们不能直接用光源的辐射通量来表示可见辐射产生光视效应的大小,而必须以人眼的光感觉,即辐射通量所具有的光视效应的“强弱”、“多少”来表示光源“发光”的多少,这在光度学中用光通量表示。也就是说,当我们已知某单色可见辐射的辐射功率时,可以用它乘以该波长的光谱光视效率值,来计算相应光通量的多少。对于复合光则由各单色成分的辐射功率乘以对应的光谱光视效率,再积分(或累加)计算出光通量的多少。
 
光通量的单位是lm(流明)。根据1979年第16届国际计量大会决议,功率为1W、波长为555nm的单色辐射具有的光通量为683lm。
 
总光通量指光源在空间所有方向上光通量的总和。在照明行业,总光通量是一个常用的参数。光源总光通量的测量方法有两类。一是用分布光度计测量光源发光强度的空间分布,每一方向的光强乘上相应的立体角就是向这个方向发出的光通量。再将所有各方向的光通量加起来,就得到光源的总光通量。另一种方法是用球形光度计将被测光源和总光通量已知的标准光源进行比较测量,从而得到被测光源的总光通量。
 
在照明工程中,往往对光源的总光通量更感兴趣。
 
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什么是光源的发光强度?
       
发光强度简称光强,它是用于表示光源在一个方向上发光强弱程度的光度量。一个光源在给定方向上的光强(符号为I)等于在包含该方向的立体角元内发出的光通量和该立体角元之商:I=dΦ。光通量指人眼对感受到的辐射功率的光视效应的评价。立体角是表示空间范围的量发光强度的国际单位制(SI)单位为cd(坎德拉),是SI的七个基本单位之一。
 
1979年国际计量大会通过了坎德拉的新定义:坎德拉是一光源在给定方向的发光强度,该光源发出频率为540×1012Hz(赫兹)的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为(1/683)W/sr(瓦/球面度)。一支普通蜡烛的发光强度约为1cd。下面的例子有助于理解这个概念。在黑暗的环境中我们习惯使用手电筒来照明,小小的手电筒在照射的方向上能发出很强的光,甚至超过了很多比它体积大得多的光源,这是因为手电筒在该方向的发光强度值比较高,尽管它发出的光通量并不大。发光强度的测量有两种方法。第一种是通过与已知发光强度的光源直接比较的替代测量法;第二种方法是通过测量在与测定距离位置处的照度,然后根据照度与发光强度距离平方反比关系得到发光强度的方法。
 
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什么是辐射度量和光度量?
        
与光辐射强弱有关的测量中有两类量:一是物理量,即客观的,叫辐射度量,简称辐射量,如辐射功率(也叫辐射通量),辐射强度、辐射照度、辐射亮度等;另一类是生理、心理的,即主观的,叫做光度量。它是表示辐射作用人眼引起明亮感觉的生理效应的量,是一种心理物理量,如光通量、发光强度、光照度、光亮度等。人眼感受到的光辐射产生的光视效应,可由光辐射功率通过光谱光视效率函数的加权来表示。
 
Xv=Km780Xe(λ)V(λ)dλ380式中:Km是明视觉最大光谱光视效能,其值为683lm/W;V(λ)是明视觉光谱光视效率函数;Xe(λ)为某一辐射量的光谱密集度;Xv为对应的光度量。例如,Xe代表辐射通量Φe,则Xv代表对应的光通量Φv。
 
在传统照明中较少涉及辐射量。在一些特殊照明领域,如博物馆照明,或者有关光生物、光化学的照明,如农业照明、保健和医疗照明、光化反应照明,以及光辐射安全的评价中,则要求测量光源(辐射源)和辐射场的各种辐射量。来源:《亮报》
 

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