光源有哪些特性参数?光通量、光亮度和光照度怎测?

article/2025/6/7 22:01:38

描述光源的特性参数有很多,其中常见的就有光通量、光亮度和光照度。光通量是光源在单位时间内发出的光量,而光亮度和光照度是表示光能光通量的光学参数。本文对光通量、光亮度和光照度的概念及测量方法做了介绍。

光源的特性参数:

1.光通量

光源的外辐射光能是不断地向各个方面发出的,在单位时间内光源向外辐射的全部光能称为该光源的总光通量,在单位时间内,通过某一面积光能的多少,则称为通过这个面积的光通量。

光通量的单位是流明,简称流,符号为lm,1lm 恰好等于以发光强度为1cd的点光源为球心,半径为1m的球面上通过1m2面积的光通量,因为该球面面积为4πm2,所以1cd的点光源向四周发出的总光通量是4πlm,显然,发光强度I的点光源向外辐射的总光通量为:Φ总=4πI。

40W白炽灯的总光通量为350lm,而40W的日光灯的总光通量则可达到24001m,可见日光灯光源的发光效率远高于白炽灯。

2.光亮度

亮度是指发光体(不只是电源,其他受照物体对人眼来说也可看作间接发光体)在人眼视线方向单位投影面积上的发光强度(是发光体在某方向发出的光通量密度,它表明了光通量在空间的分布状况),称为该发光体的表面亮度,以符号L表示,单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。该发光体表面法线方向的发光强度为I,而人眼视线与发光体表面法线相交的角度θ,因此视线方向的发光强度 Ig=Icosθ。而视线方向发光体的投影面 Aθ=Acosθ,其中A为发光体的面积,因此可得出发光体在视线方向的亮度为:

式中Lθ——发光体沿θ方向的表面亮度(cd/m2);

Iθ——发光体沿θ方向的发光强度(cd);

Acosθ-—发光体在视线方向的投影面(m2)。

这就说明了发光体的亮度值实际上与人眼的视线方向无关。亮度的概念对于一次光源和被照物体是同等适用的,亮度是一个客观量,但它直接影响人眼的主观感觉。晴天天空的亮度为(0.5~2)×104cd/m2;白炽灯灯丝的亮度约为(300~1400)×104cd/m2;荧光灯管的表面亮度为(0.6~0.9)×104cd/m2。

3.光照度

照度是指受照物体表面单位面积上所投射的光通量,符号为E,单位为lx(勒克斯)。

如果光通量重均匀地投射在面积为A的表面上,则该表面的平均照度值为:E=Ф/A。

式中:

E——被照面的平均照度(lx);

Ф——被照面所接受的光通量(lm);

A——被照面的面积(m2)。

照度的单位为1x(勒克斯),1lx表示1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上,即1lx=1lm/1m2。阴天中午时室外的照度约为8000~200001x;晴天中午时室外的照度可达80000~1200001x。

光通量、光亮度和光照度测量方法:

1.光通量的测量

光源的发光强度是光度学中的基本量,而且由发光强度可以导出其他光度量。但要表征光源的特性,单以光源的发光强度来表示是不完全的,这是因为一般光源在各个方向上的的发光强度并不一致,故只有用总光通量来说明更为合适。

对各向同性的点光源,其光通量Φ=4πI,所以只要测得发光强度,乘以4π,即为光通量Φ。但是实际光源都有一定的尺寸,而且在各个方向上又不均匀,故不能用Ф=4πI计算得到。

光通量的测量方法:在积分球内用已知光通量的标准灯与被测灯作比较测量,从而定出被测灯的光通量。

用积分球测量光通量,通常采用比较法(代替法),为此需要光通量标准灯。先将标准灯(其光通量为Φs)放入积分球内,点燃后,在窗口测得的照度Es应符合下列式子:

放入待测灯点然后,可测得的照度为Ec为:

比较以上两个式子,可得待测灯的光通量为:

采用比较法测量光通量可以大为减少由球壁漫反射层的不均匀性、球壁涂料和窗口材料的非中性(即涂料的漫反射比和窗口的透射比与波长有关)等因素造成的影响,但是不能消除由于标准灯的尺寸和结构与待测灯的不相同而造成的对球内壁漫射光的吸收情况不同的影响,也不能消除标准灯与待测灯的相对光谱功率分布及空间分布不同产生的影响等等,在测量时应考虑采取修正的办法。

2.光照度测量方法

照度测量是最流行的光度测量形式。一般都用物理照度计,即用光电探测器代替人眼的光电式照度计。

照度计的测量原理较简单,整个探测器所接收的光通量除以探测器的面积,即为所测的照度,即E=Φ/A。

由于光电探测器的光谱灵敏度分布不同于人眼的光谱光视效率V(λ),故一般的照度计在探测器前都装有V(λ)滤光器。一个照度计是由带V(λ)滤光器的光电探测器及电子放大和读数系统所组成。过去广泛采用硒光电池为探测器,这是因为它的光谱灵敏度比其他探测器更接近人眼的光谱光视效率V(λ)的缘故。但由于硅光电元件的灵敏度、稳定性和寿命均较硒光电池为高,故近年来多采用硅光电池或硅光电二极管代替硒光电池作照度计的探测器件。

由于光电探测器所产生的光电流正比于所接收的光通量,测量时须将照度计的光敏表面与被测照度的表面重合,并尽量垂直于光的照射方向。所以读数系统可直接指示出所测的照度值。

一般照度计的测量精度为10%左右,高精度的照度计可达3%~4%。

3.光亮度测量方法

一般光源的光亮度不仅与测量方法有关,而且与表面的位置有关。为了测量方便,常在发光面前加一光阑,以测定光阑所限制部分的发光面在水平方向的光亮度。如需要测定发光面其他部分的光亮度,可以改变光阑和探测器的位置。

1.直接测量光照度来确定光源的亮度

如上图所示,光源面积为B,光阑离光源ab很近时,则光源ab向探测器S发出的光通量大约等于在光阑处面积为B的光源向S发出的光通量。如光阑孔的尺寸比距离r小很多,则s上的照度为:E=LB/r2。

测出光照度E和距离r,光亮度L即可确定为:L=Er2/B。

当光源为带状或线状时(如钨带灯或直线钨丝灯),光阑的主要作用是限制发光体的高度,这时光源的亮度由上图可得:

式中,r1、r2分别为探测器S与光阑D以及探测器S与光源ab间的距离;h为光阑的高度;W为发光面的宽度。

2.由光源成像的光照度来确定光源亮度

这种方法可以用于测量不可接近的发光体(如高温发光体)和光照度很低的情况。

如上图所示,若发光面积A1经过透镜D成像为面积A2。发光面及其像与透镜D的距离分别为r1和r2,S为透镜D的面积,τ为透镜的透射比。如果r1和r2比A1和A2的尺寸大很多,则发光面向透镜D发射并透过D的光通量为:

像的照度为:

由透镜的成像关系得:

所以亮度为:


http://www.hkcw.cn/article/JCRlAelKnL.shtml

相关文章

史上真实的“观泽之战”, 秦国并非与魏国交锋

随着近期《大秦帝国之崛起》的热播使不少人们了解到了关于前秦崛起的这段历史,这段历史中有不少关于前秦为求强大求生而与其他诸侯国展开了不少作战,但其实在这部电视剧中也有一些兵刃相接的画面出现了错误的记载。在这部电视剧中曾经有一幕激战的画面作战十分激烈,这一战在…

洪老爷子您在天堂可曾挂念国安

洪元硕,1948年出生于北京,出身名门,是中国近现代杰出哲学家洪谦之子。洪老爷子是京城足坛名宿,北京足球小快灵打法的创始者之一,他在北京足坛的历史上有着举足轻重的地位。远到高峰、曹限东,近到陶伟、张辛昕等人都是洪老爷子的弟子。2015年8月1日凌晨3时多,洪元硕因癌症…

湖北十大青少年成长教育中心榜单公布

湖北十大青少年成长教育中心榜单公布? 孩子不听话,学习没兴趣,贪玩,孩子叛逆期应该怎样教育?心理承受能力弱的孩子很容易因为承受不了压力而走入歧途,放弃人生。为了避免给孩子更多的发展空间,家长费尽心思,建议到正规的青少年成长教育中心,通过短期教育,结合心理辅导,…

200种·仙人球开花图鉴,大开眼界,美到爆!

说起仙人球大家都不陌生,几乎家家都有,满身是刺,放在阳台的角落,不会有人在意,但一旦它开了花,那什么牡丹、月季、百合,统统都败倒在仙人球的盛世美颜之下。另外, 喜欢高温干旱气候的仙人球,外形一般呈球状,通常在清晨或傍晚开花,花色有白色、红色、黄色、橙色、绿色…

34个著名人物事迹及作文运用角度

1、张桂梅 (1)投身教育扶贫,点亮贫困山区女孩梦想的张桂梅 和贫困斗争,和疾病斗争,以一己之力创办起了丽江华坪县女子免费高中,将一千八百多位山区的贫困女生送入大学的校门。有人会问:张桂梅这瘦弱的身体里怎么会迸发出如此强大的能量?我想,应该源于她最朴素的人生志…

金刚经全文读诵

听最美男声念诵《金刚经》《金刚经》读诵▪王菲 《金刚经》读诵▪善音居士《金刚经》读诵▪印能法师完整仪轨香赞(合掌) 炉香乍爇(ruo)法界蒙熏 诸佛海会悉遥闻 随处结祥云 展开全文诚意方殷 诸佛现全身 南无香云盖菩萨摩诃萨(三称) 净口业真言(三遍) 唵 修 利 …

北京大学政府管理学院MPA2023年统招复试录取详情分析

今天继续给大家带来热门院校MPA录取情况及复试难度分析,今天分析的院校是北京大学政府管理学院。 复试难度(非全日制) 其次,高分选手非常多,240+的考生有49名,最高分达到了267。这个分数考全日制MPAcc也是没有什么压力的。最后可以看到被淘汰的这41位考生,笔试最高分有2…

口误合集,每一个都是天生段子手

昨天小编和小伙伴逛街买护肤品, 我指着某牌子对小伙伴说, “你看,我平时都是用这个牌子的洗面脸洗奶的” 话刚说出口,瞬间感觉整个世界都安静了, 小伙伴对我上下打量了一番, 从牙缝中憋出几个字, “那你洗一次一支都不够用吧?”哼,真是的, 谁还没有嘴瓢的时候? 谁还…

厦大“精日女”田佳良遭退学后现状如何?

大家还记得“洁洁良”事件吗? 就在不久前,一个叫“洁洁良”的网友因为对一场电影活动不满,竟然在网上对祖国进行了恶语相向,简直是岂有此理。而更令人愤慨的是,她不仅不感恩他人的好意,反而继续在网上与爱国网友争论,言语之激烈,简直让人匪夷所思。那年是2018年,当时漫…

李易峰18岁婚纱照曝光,粉丝羡慕旁边的女模特:放开峰峰让我来

如今一提及李易峰,那可不是一般的红,而是非常地红。他的知名度、人气、关注度什么的,都是摆在那的。甚至可以说,如今李易峰的人气,可以达到“为所欲为”的高度了。那就是,无论他参加什么活动,参演什么作品,都会被人关注,也能引发热议。这样的李易峰,也有着“国民老公…

泰国灵婴事件让人恐惧!“夜深时女子家中总有在呼唤自己”

今天和小伙伴讲个灵异事件发生在泰国罗勇府,当地村庄一家人。每当夜幕降临就会发生一些匪夷所思的事情。。。。。。。 看官们搬好小板凳,小编开讲了。一、家里有“脏东西” ? 家住罗勇府勐县达鹏村的40岁 Maesa 阿姨。近来家中怪事不断。每当夜深时分就会有一个神秘的声音在…

11首古诗词名篇译文及赏析,值得一品的千古经典

1、《渔家傲秋思》范仲淹 塞下秋来风景异,衡阳雁去无留意。四面边声连角起,千嶂里,长烟落日孤城闭。浊酒一杯家万里,燕然未勒归无计。羌管悠悠霜满地,人不寐,将军白发征夫泪。 译文: 边境上秋天一来风景全异,向衡阳飞去的雁群毫无留恋的情意。从四面八方传来边地特有的…

原创我娶了姐姐后,明白了“年少不知姐姐好,错把少女当成宝”的含义

我娶了姐姐后,才知道原来这么爽 文/曾祥国残红 都女大三抱金砖 ;都年少不知姐姐好,错把少女当成宝。原来,娶个姐姐这么幸福。 洪最近结婚了,23岁的他娶了比他大8岁的英。他们是在一次朋友聚会认识的,当时当只觉得这个姐姐好漂亮,好有气质。于是在聚会中就格外注意她,…

仁王2 V1.25完全版 3DM《下载》提供有DLC

仁王2下载1.25版 仁王2作为仁王的续作是一部具有强度Rogue的魂类游戏,类似于暗黑之魂3这类神作。不过仁王和黑魂的最大不同实际上是对于武器和装备的不同理念,黑暗之魂3的装备单一,但仁王2的装备系统就丰富的多,不知有刀枪剑戟,甚至会有斧钺钩叉再加上各种附体玩法就更多…

百度seo排名优化公司一般都做什么?

在当今互联网高速发展的时代,企业的在线曝光度和搜索引擎排名显得尤为重要。百度SEO排名优化公司,作为专业帮助企业提升在线竞争力的服务机构,提供的服务远不止简单的站内优化那么简单。今天,我们就来聊聊德益云的SEO优化服务,以及它是如何助力您的企业实现全网营销的新突…

原创邱国正之子爆召妓,陈明通为论文案喊冤,民进党里有人急着求官?

台当局前“安全局长”陈明通近日举办新书发表会,大力为其在台大“国发所”的指导学生、民进党籍前新竹市长林智坚喊冤,引发外界热议与批评。国民党民代王鸿薇直批,连民进党民代沈伯洋帮陈明通写推荐序,也不敢写林智坚没有抄袭,不知道真相就说是“认知作战”。所谓“世纪大…

iso三体系认证哪个机构比较好,怎么选?

认证机构很多,正规的都是在认监委有备案的。现在很多外资机构在中国设立办事处,但是没有发证的权利(没有得到国家发改委的认可)。国际上大的机构: BV (船骑社)、SGS、Intertek (天祥)等等。国内的大的机构: CQC (出口的企业做的比较多)、北京中设(建设领域的比较多)、北京中经…

不同产区的葡萄酒价格对比一下

很多人喜欢货比三家,好的葡萄酒拥有不同的价格,如何能以合适的价格拿到自己喜欢的葡萄酒呢?不妨对比一下几个知名产区的吧。法国-波尔多,整体来说价格还是偏高的,很多人都说波尔多是智商税,因为知名度高,所以什么酒都有,但是价格很贵,不过如果找对小产区的话,还是可以…

宝辰鑫激光焊接解决方案多行业开花 助力企业炼造高质量“工业裁缝”

随着高端精密制造领域的发展,下游企业对于加工精度及效率等要求逐步提升,激光焊接作为制造业的重要加工手段,成为智能制造转型的关键环节,为新质生产力的智能化、自动化、绿色化、高效化发展需求提供关键技术。 依托于母公司创鑫激光在光纤激光器和核心光学器件的研发、生产…

十四五规划建议60条,要点全在这里!

新华社今天受权发布了 《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》 共60条 要点全在这里 ↓↓↓展开全文点击阅读全文: 习近平:关于《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》的说明 中共中…