光度学
人眼与光度学

黑色曲线为亮适应光度函数曲线,绿色曲线为暗适应光度函数曲线。实线为CIE 1931标准。断续线为1978年修正数据。点线为2005年修正数据。横坐标单位为nm。
人眼能相当精确地判断两种颜色的光亮暗感觉是否相同。所以为了确定眼睛的光谱响应,可将各种波长的光引起亮暗感觉所需的辐射通量进行比较。在较明亮环境中人的视觉对波长为555.016nm的绿色光最为敏感。设任意波长为的光和波长为555.016nm的光产生同样亮暗感觉所需的辐射通量分别为和,把后者和前者之比
叫做光度函数(luminosity function)或视见函数(visual sensitivity function)。例如,实验表明,1mW的555.0nm绿光与2.5W的400.0nm紫光引起的亮暗感觉相同。于是在400.0nm的光度函数值为
衡量光通量的大小,要以光度函数为权重把辐射通量折合成对人眼的有效数量。对波长为的光,辐射强度为,光通量为,则有
式中是波长为555.016nm的光功当量,也叫做最大光功当量,其值为683 lm/W。
物理量 | 英文 | 符號 | 計量單位 | 單位符號 | 註釋 |
---|---|---|---|---|---|
光通量 | Luminous flux | Φv | 流明 | lm(lm= cd·sr) | 單位時間內由光源所發出或由被照物所吸收的總光能。 |
發光強度(光度) | Luminous intensity | Iv | 坎德拉(燭光) | cd(cd= lm/sr) | 光源在給定方向上,每單位立體角內所發出的光通量。 |
亮度(輝度) | Luminance | Lv | 坎德拉每平方米 | cd/m2 | 單位面積光源在給定方向上,在每單位面積內所發出的總光通量。其單位有時也稱尼特(nit)。 |
光能(光視效能) | Luminous energy | Qv | 流明·秒 | lm·s | 單位有時被稱作"talbot"。 |
照度 | Illuminance | Ev | 勒克斯 | lx(lx= lm/m2= cd·sr/m2) | 物體表面每單位面積所吸收可見光的光通量,用於入射表面的光。 |
光出射度 | Luminous exitance | Mv | 勒克斯 | lx(lx= lm/m2= cd·sr/m2) | 物體表面每單位面積所發出可見光的光通量,用於出射表面的光。 |
曝光量 | luminous exposure | Hv | 勒克斯·秒 | lx·s | 也称作photometric exposure。 |
發光效率/光效 | Luminous efficacy | η | 流明每瓦特 | lm/W= cd·sr/W | 通常指光源光通量與光源輸入電功率的比值,有時也指光通量與輻射通量的比值。 |
光源能量利用率 | luminous efficiency | V | 純數量 | 無單位 | 光源輻射通量與光源輸入電功率的比值。 |
非SI的光度学单位
发光强度
烛光(candlepower) = 1 坎德拉
亮度
- 英尺-朗伯(Footlambert) = 1/π 烛光每平方英尺 = 3.426 烛光每平方米
- 朗伯(lambert) = 1/π 烛光每平方厘米
- 毫朗伯(Millilambert)= 1/1000 朗伯
- 熙提(Stilb) = 1 烛光每平方厘米
照度
- 英尺烛光(Foot-candle),字面意义是发光强度为1坎德拉的点光源的1英尺距离处的表面的照度。1 ft-c = 1 lm/ft² = 10.764 lux. 工业上常常采用1 ft-c = 10 lux.
- 辐透或厘米烛光(Phot),相当于"流明每平方厘米"
发光强度
烛光(candlepower) = 1 坎德拉
亮度
- 英尺-朗伯(Footlambert) = 1/π 烛光每平方英尺 = 3.426 烛光每平方米
- 朗伯(lambert) = 1/π 烛光每平方厘米
- 毫朗伯(Millilambert)= 1/1000 朗伯
- 熙提(Stilb) = 1 烛光每平方厘米
照度
- 英尺烛光(Foot-candle),字面意义是发光强度为1坎德拉的点光源的1英尺距离处的表面的照度。1 ft-c = 1 lm/ft² = 10.764 lux. 工业上常常采用1 ft-c = 10 lux.
- 辐透或厘米烛光(Phot),相当于"流明每平方厘米"
参考文献
Michael Bass (ed.), Handbook of Optics Volume II - Devices, Measurements and Properties, 2nd Ed., McGraw-Hill 1995, ISBN 978-0-07-047974-6 pages 24-40 through 24-47
本文来源:维基百科:光度学
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