光强度
光强度、光通量、照度、亮度
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有关发光强度、光通量、照度、亮度的简单介绍光度学与光相关的常用量有4个:发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的,但为不同的,不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度(I、Intensity),单位坎德拉,即cd。
定义:光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度),解释:发光强度是针对点光源而言的,或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说,发光强度就是描述了光源到底有多“亮”,因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大,光源看起来就越亮,同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮,因此,早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述,比如某LED是15000的,单位是mcd,1000mcd=1cd,因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd来表示,是因为以前最早LED比较暗,比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd,因此才用mcd表示,现在LED都很厉害了,但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是,如果管芯完全一样的两个LED,会聚程度好的发光强度就高。
因此,购买LED的时候不要一味追求高I值,还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到,而是把镜头加长照射角度变窄来实现的,这尽管对LED手电有用,但可观察角度也受限。
另外,同样的管芯LED,直径5mm的I值就比3mm的大一倍多,但只有直径10mm的1/4,因为透镜越大会聚特性就越好。
之所以用发光强度来表示手电或LED,是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。
特别的说,距离1m的lx就是cd值。
但是,很多场合下我们需要照射面积大一些,所以只用发光强度这一特性还不能全面反应手电的能力。
比如,同样的筒身,换个大头(大反光杯)则I 值马上增大许多。
植物的光合作用与光强度
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植物的光合作用与光强度光合作用是植物生长和繁衍的基本过程之一,通过光合作用,植物能够将阳光能转化为化学能,同时释放出氧气。
而光强度则是影响植物光合作用的重要因素之一。
光合作用的基本过程是利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
而光强度则是指单位时间内单位面积接收到的光能量。
光强度越高,植物能够吸收的光能量越多,从而促进光合作用的进行。
但如果光强度过高,超过植物所能承受的范围,就有可能损伤植物的叶片和细胞。
光合作用的过程中,植物通过叶绿素等色素吸收光能,将光能转化为化学能。
而光的三个主要特征,即强度、波长和方向,对植物的光合作用有着直接的影响。
其中,光强度是指光的能量,而波长则决定了光的颜色。
不同波长的光对植物的光合作用不同程度地影响。
光强度越高,植物能够吸收的光能量越多,从而加快光合作用的速度。
然而,当光强度达到一定阈值后,植物光合作用的速度就不再随着光强度的增加而增加,而是趋于饱和。
这是因为光合作用速率的增加不仅受限于光能的供应,还受到其他因素的制约,比如二氧化碳的浓度和植物叶片的光饱和点。
光强度对植物的生长和发育也有重要影响。
适宜的光强度可以促进植物的光合作用和养分吸收,有助于植物的生长和繁殖。
然而,光强度过高或过低都会对植物产生不利影响。
光强度过高会导致植物的叶片烧伤,光合作用受到抑制,而光强度过低则会限制光合作用的进行,导致植物生长缓慢甚至死亡。
在自然环境中,光强度会因天气、季节、地理位置和植物生长状态等因素的变化而改变。
植物通过调节叶片的角度、大小和形态来适应不同光强度的环境。
例如,在较低的光强度下,植物的叶片通常较大且呈心形,以增加光的吸收面积;而在较高光强度下,植物的叶片通常较小且厚实,以减少光的吸收和散热。
此外,植物也能够通过调节光合作用的速率来适应不同的光强度。
当光强度较低时,植物会提高光合作用的速率,以增加光能的吸收和利用;而当光强度较高时,植物会减缓光合作用的速率,以避免过量光能对植物造成的伤害。
光强度勒克司光通量光照度光亮度概念
![光强度勒克司光通量光照度光亮度概念](https://img.taocdn.com/s3/m/44659e0f876fb84ae45c3b3567ec102de2bddf79.png)
光强度勒克司光通量光照度光亮度概念00光强度(luminousintensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.勒克司(lux,法定符号lx)照度单位,为距离一个光强为lcd的光源,在1米处接受的照明强度,习称:烛光.米.亦即距离该光源1米处,1平方米面积接受1lm光通量时的照度.光度量几何学名称符号单位英文名光强度I坎德拉Candela(cd)光照度E勒克斯Lux(lx)光亮度L尼特Nit光通量φ流明Lumen(lm)与心理学关系密切的单色光单位有:1.光强度光强度(luminousintensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.2.光通量光通量(luminousflus)是由光源向各个方向射出的光功率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称lm).3.光照度光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通量,以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx).4.反射系数人们观看物体时,总是要借助于反射光,所以要经常用到"反射系数"的概念.反射系数(reflectancefactor)是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比,以R表示.5.光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,即从一个表面反射出来的光通量.不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数.光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dentlight)或照度(illuminance).若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(reflectionlight)或亮度(brightness).例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%.所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大.亮度和照度的关系如图6-2(a)所示,最常用的照度单位是呎烛光(footcandle).1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上接受的光通量.如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度.1米烛光等于0.0929呎烛光.从图6-2上,我们不难理解亮度和照度之间的关系,其关系为:L=R×E[公式6-1]式中L为亮度,R为反射系数,E为照度.因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推算出它的亮度.亮度也有几种度量单位.亮度的单位是用一种理想化了的标准状态来定义的(如图6-2b).以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的球体的中心位置.假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表面一平方公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen).实际应用中,亮度单位用流明太小了,所以通常取其十倍的单位--毫朗伯(millilambert)来表示.比毫朗伯稍大的单位是呎朗伯(footlambert),1毫朗伯等于0.929呎朗伯.英国标准的呎朗伯是用光源的烛光数,从光源到表面积的英尺数和表面的反射率来规定的.在有些国家,普遍使用的是米制单位,是以毫朗伯为基础的[1毫朗伯(mL)=0.929呎朗伯(ftL)=3.183烛光/平方米(c/m2)=10阿普熙提(apostilbs)].光亮度的单位还有:坎德拉/平方米(即尼特,Nit=1cd/m2)等.多年来,感光材料的感光度计算方法是以使感光材料产生一定密度值所需曝光量为计算依据的,而曝光量又是以烛光.米.秒或勒克司*秒为计量单位的.曝光量的计算公式是;H(曝光量)=E(照度)×t(时间)照度与光源的发光强度(光强I)成正比:E=I(光强)×D-2(D为距离)光强的单位:(旧)烛光:又名国际烛光,国际标准照明协会(CIE)早期规定的,以特定的鲸鱼油蜡烛的单位发光强度为单位,这也是烛光一词命名的由来.显然,当时主要是以光源的亮度为依据的(亮度的定义是:单位面积发光体的光强).(新)烛光,法定名称坎德拉candela.cd,CIE(1942)定义为一平方厘米绝对黑体在金属铂的凝固温度(2045K)时发光强度的六十分之一,这个规定既确定了其亮度,又确定了其色温.新烛光=0.981旧烛光1979年,CIE又对坎德拉规定了新的标准:定义频率为540×1012Hz(即波长555nm)的单色光源每单位立体角(1个球面度)辐射能为1/683W 时的发光强度.这个定义把光强单位和能量绝对单位联系起来了,含义覆盖面更广了.特别规定单色光源的波长,进一步把光的波长和机械能与亮度和光强联系起来.在通常的感光测定工作中,都采用白光作为感光仪的光源和施照光,严格规定其色温和光强,并以烛光为光强单位,以勒克司lx为照度单位,以lx*s为曝光量单位,并以这些单位为基础的数据评价照相性能,计算感光材料的感光度,这无疑是很实用的常规方法.这个方法检测的数据和通常感光材料在应用时的实用性能是一致的,但是这仅适用于在实际应用时用白光曝光的感光材料.亮度是指发光物体表面发光强弱的物理量称为亮度(luminace),物理学上用L表示,单位为坎德拉每平方米或称平方烛光cd/m2cd/m2---坎德拉/每平方米,是发光强度的单位,值越大越亮坎德拉candela发光强度的单位.代号cd.是一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出频率为540×10的12次方赫兹的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度.发光强度单位最初是用蜡烛来定义的,单位为烛光.1948年第九届国际计量大会上决定采用处于铂凝固点温度的黑体作为发光强度的基准,同时定名为坎德拉,曾一度称为新烛光.1967年第十三届国际计量大会又对坎德拉作了更加严密的定义.由于用该定义复现的坎德拉误差较大,1979年第十六届国际计量大会决定采用现行的新定义。
光强度单位mw
![光强度单位mw](https://img.taocdn.com/s3/m/3256ac5aa517866fb84ae45c3b3567ec102ddcfa.png)
光强度是光的强弱程度的量度,通常用单位“mw”表示。
下面将为大家详细介绍光强度的相关知识。
第一段:光强度的定义和计算方法
光强度是指光源单位时间内发出的光的能量,通常用毫瓦(mw)作为单位,计算公式为:光强度=光源发出的能量/单位时间。
光强度越大,表示光源发出的光越强烈。
第二段:光强度的应用领域
光强度的应用领域非常广泛,例如工业生产、医疗保健、科学研究等方面。
在工业生产中,光强度可以用于测量光源的强度,确保生产过程的光照充足;在医疗保健方面,光强度可以用于治疗一些疾病,例如光疗;在科学研究方面,光强度可以用于研究光的性质和特性。
第三段:光强度的测量方法
光强度的测量方法有多种,例如用光度计、光谱仪、光电池等仪器进行测量。
其中,光度计是一种专门用于测量光强度的仪器,它可以测量光源发出的光的强度和颜色等参数。
第四段:光强度的影响因素
光强度的大小受到多种因素的影响,例如光源的功率、距离、透过率等。
在实际应用中,需要根据具体情况进行调整,以确保光强度的合适。
第五段:光强度的未来发展趋势
随着科技的不断发展,光强度的应用领域将会越来越广泛。
例如在人工智能、自动驾驶等领域中,光强度的测量和控制将起到越来越重要的作用。
因此,未来光强度的发展前景非常广阔。
总结:
光强度是光的强弱程度的量度,它的应用领域非常广泛,例如在工业生产、医疗保健、科学研究等方面都有重要的应用。
光强度的测量方法有多种,其中光度计是一种专门用于测量光强度的仪器。
光强度的大小受到多种因素的影响,需要根据具体情况进行调整。
未来光强度的发展前景非常广阔。
各种光强度单位表示和定义换算
![各种光强度单位表示和定义换算](https://img.taocdn.com/s3/m/76359ada7f1922791688e837.png)
定义1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位,为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为使您了解和使用便利,以下将有关知识做一简单介绍:1. 烛光、国际烛光、坎德拉(candela)在每平方米101325牛顿的标准大气压下,面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”(即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体),在纯铂(Pt)凝固温度(约2042K 获1769℃)时,沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且,烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的,不宜等同。
从数量上看,60 坎德拉等于58.8国际烛光,亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发光强度与光亮度发光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时,则光强为I=F/Ω,Ω为立体角,单位为球面度(sr),F为光通量,单位是流明,对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值:单位cd/m²太阳:1.5*10 ;日光灯:(5—10)*10³;月光(满月):2.5*10³;黑白电视机荧光屏:120左右;彩色电视机荧光屏:80左右。
3. 光通量与流明光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。
各色光的频率不同,眼睛对各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮程度,在各色光中,黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。
光度单位的表示方法
![光度单位的表示方法](https://img.taocdn.com/s3/m/1e1c5f1517fc700abb68a98271fe910ef12dae6f.png)
光度单位的表示方法光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I 表示,单位为坎德拉(candela,简称cd)。
1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量。
勒克司(lux,法定符号lx)照度单位,为距离一个光强为lcd的光源,在1米处接受的照明强度,习称:烛光。
米。
亦即距离该光源1米处,1平方米面积接受1lm光通量时的照度。
光度量几何学名称符号单位英文名光强度I坎德拉Candela(cd)光照度E勒克斯Lux(lx)光亮度L尼特Nit光通量φ流明Lumen(lm)与心理学关系密切的单色光单位有:1、光强度光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I 表示,单位为坎德拉(candela,简称cd)。
1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量。
2、光通量光通量(luminous flus)是由光源向各个方向射出的光功率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称lm)。
3、光照度光照度(luminance)是从光源照射到单位面积上的光通量,以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx)。
4、反射系数人们观看物体时,总是要借助于反射光,所以要经常用到"反射系数"的概念。
反射系数(reflectance factor)是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比,以R表示。
5、光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,即从一个表面反射出来的光通量。
不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。
光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dent light)或照度(luminance)。
若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness)。
例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%。
光强度的测量
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光强度单位
坎德拉:国际单位 制中的光强度单位
流明:光通量的单 位
勒克斯:光照度的 单位
尼特:亮度的单位
光强度物理意义
光强度是描述 光辐射功率大
小的物理量
光强度与光功 率成正比,与 光面积成反比
光强度单位为 坎德拉,符号
为cd
光强度物理意 义在于描述光 源发光能力的
大小
光强度测量方法
光电效应法
光电二极管式亮度计
工作原理:基于光 电效应,将光信号 转换为电信号进行 测量
优点:响应速度快, 测量精度高
应用领域:广泛应 用于光学、光电子 学和摄影等领域
注意事项:需注意 光谱响应范围和暗 电流等影响测量精 度的因素
照度计的校准和使用
校准步骤:在标准光源下,使用标准滤光片对照度计进行校准,确保测量 准确度。
算光强度。
光电热法:利 用光电热效应 测量光强度, 通过测量光照 射到物体上产 生的热量来计
算光强度。
干涉法:利用 干涉原理测量 光强度,通过 测量光的干涉 条纹数量来计
算光强度。
光电二极管法
原理:利用光电效应将光信号转换为电信号 优点:响应速度快、线性范围广、稳定性好 缺点:需要加偏置电压,容易受到温度影响 应用:高精度光强度测量、光谱分析等
土壤监测:利用光强度测量技术检测土壤中的养分、水分、重金属等成分,为农业生产和土地 资源管理提供依据。
气象监测:通过测量太阳辐射强度、大气散射系数等参数,预测天气状况,为气象预报和气候 变化研究提供数据支持。
生物医学研究
生物医学研究: 光强度测量可用 于生物医学领域 的研究,如细胞 代谢、组织成像 等。
光强及计算
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光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.勒克司(lux,法定符号lx)照度单位,为距离一个光强为lcd的光源,在1米处接受的照明强度,习称:烛光.米。
亦即距离该光源1米处,1平方米面积接受1lm光通量时的照度。
焦耳(joule,法定符号j)能或功的基本物理单位,等于1个牛顿(N)的力作用1米距离所作的功,或消耗的能。
1焦耳=107尔格=1瓦特.秒牛顿(Newton,法定符号N):力的单位,使1千克的质量每秒加速1米/秒的力。
1N=105dyne(达因)瓦(特)(watt,法定符号W):功率的单位,单位时间(1秒)所作的功等于1焦耳时的功率1W=1J/S; 1j=1W.s国际单位制(SIE单位制)的光度单位光度量几何学名称符号单位英文名光强度I坎德拉Candela(cd)光照度E勒克斯Lux(lx)光亮度L尼特Nit光通量φ流明Lumen(lm)与心理学关系密切的单色光单位有:1.光强度光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.2.光通量光通量(luminous flus)是由光源向各个方向射出的光功率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称lm).3.光照度光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通量,以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx).4.反射系数人们观看物体时,总是要借助于反射光,所以要经常用到"反射系数"的概念.反射系数(reflectance factor)是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比,以R表示.5.光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,即从一个表面反射出来的光通量.不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数.光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dentlight)或照度(illuminance).若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness).例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%.所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大.亮度和照度的关系如图6-2(a)所示,最常用的照度单位是呎烛光(footcandle).1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上接受的光通量.如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度.1米烛光等于0.0929呎烛光.从图6-2上,我们不难理解亮度和照度之间的关系,其关系为:L=R×E [公式6-1]式中L为亮度,R为反射系数,E为照度.因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推算出它的亮度.亮度也有几种度量单位.亮度的单位是用一种理想化了的标准状态来定义的(如图6-2b).以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的球体的中心位置.假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表面一平方公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen).实际应用中,亮度单位用流明太小了,所以通常取其十倍的单位——毫朗伯(millilambert)来表示.比毫朗伯稍大的单位是呎朗伯(footlambert),1毫朗伯等于0.929呎朗伯.英国标准的呎朗伯是用光源的烛光数,从光源到表面积的英尺数和表面的反射率来规定的.在有些国家,普遍使用的是米制单位,是以毫朗伯为基础的[1毫朗伯(mL)=0.929呎朗伯(ftL)=3.183烛光/平方米(c/m2)=10阿普熙提(apostilbs)].光亮度的单位还有:坎德拉/平方米(即尼特,Nit=1cd/m2)等.多年来,感光材料的感光度计算方法是以使感光材料产生一定密度值所需曝光量为计算依据的,而曝光量又是以烛光.米.秒或勒克司*秒为计量单位的。
光强的定义是什么
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光强的定义是什么光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.勒克司(lux,法定符号lx)照度单位,为距离一个光强为lcd的光源,在1米处接受的照明强度,习称:烛光.米。
亦即距离该光源1米处,1平方米面积接受1lm光通量时的照度。
焦耳(joule,法定符号j)能或功的基本物理单位,等于1个牛顿(N)的力作用1米距离所作的功,或消耗的能。
1焦耳=107尔格=1瓦特.秒牛顿(Newton,法定符号N):力的单位,使1千克的质量每秒加速1米/秒的力。
1N=105dyne(达因)瓦(特)(watt,法定符号W):功率的单位,单位时间(1秒)所作的功等于1焦耳时的功率1W=1J/S; 1j=1W.s国际单位制(SIE单位制)的光度单位光度量几何学名称符号单位英文名光强度I坎德拉Candela(cd)光照度E勒克斯Lux(lx)光亮度L尼特Nit光通量φ流明Lumen(lm)与心理学关系密切的单色光单位有:1.光强度光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.2.光通量光通量(luminous flus)是由光源向各个方向射出的光功率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称lm).3.光照度光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通量,以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx).4.反射系数人们观看物体时,总是要借助于反射光,所以要经常用到"反射系数"的概念.反射系数(reflectance factor)是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比,以R表示.5.光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,即从一个表面反射出来的光通量.不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数.光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dentlight)或照度(illuminance).若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness).例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%.所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大.亮度和照度的关系如图6-2(a)所示,最常用的照度单位是呎烛光(footcandle).1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上接受的光通量.如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度.1米烛光等于0.0929呎烛光.从图6-2上,我们不难理解亮度和照度之间的关系,其关系为:L=R×E [公式6-1]式中L为亮度,R为反射系数,E为照度.因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推算出它的亮度.亮度也有几种度量单位.亮度的单位是用一种理想化了的标准状态来定义的(如图6-2b).以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的球体的中心位置.假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表面一平方公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen).实际应用中,亮度单位用流明太小了,所以通常取其十倍的单位——毫朗伯(millilambert)来表示.比毫朗伯稍大的单位是呎朗伯(footlambert),1毫朗伯等于0.929呎朗伯.英国标准的呎朗伯是用光源的烛光数,从光源到表面积的英尺数和表面的反射率来规定的.在有些国家,普遍使用的是米制单位,是以毫朗伯为基础的[1毫朗伯(mL)=0.929呎朗伯(ftL)=3.183烛光/平方米(c/m2)=10阿普熙提(apostilbs)].光亮度的单位还有:坎德拉/平方米(即尼特,Nit=1cd/m2)等.多年来,感光材料的感光度计算方法是以使感光材料产生一定密度值所需曝光量为计算依据的,而曝光量又是以烛光.米.秒或勒克司*秒为计量单位的。
光强度单位
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光强度单位
光强度简称光强,国际单位是candela坎德拉,简写cd,其他单位有烛光,支光。
光照强度是一种物理术语,指单位面积上所接受可见光的光通量。
简称照度,单位勒克斯(lux或lx)。
用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。
1cd即mcd,是指单色光源的光,在给定方向上的发光强度。
年第九届国际计量大会上决定采用处于铂凝固点温度的黑体作为发光强度的基准,同
时定名为坎德拉,曾一度称为新烛光。
年第十三届国际计量大会又对坎德拉作了更加严密
的定义。
由于用该定义复现的坎德拉误差较大,年第十六届国际计量大会决定采用现行的
新定义。
发光强度的定义考虑人的视觉因素和光学特点,是在人的视觉基础上建立起来的。
容易混淆的是,在光学中,光强往往指单位面积的辐射功率,由于人眼对不同波长光的相对
视见率不同,所以不同波长光的辐射功率相等时,其光通量并不相等。
在可见光的范围内光
的频率决定光的颜色,而人眼对于黄色的光最为敏感,所以同样强度的光线,人们会认为黄
色的更亮,但实际上不一定.光的强度是指光源射出的光子的速率,越大则光线越强.入射是
相对于出射而言的,是在反射和折射现象当中使用的概念.所以强度、频率、入射这三个词
是不搭界的。
光强度的计算公式
![光强度的计算公式](https://img.taocdn.com/s3/m/1154fd70443610661ed9ad51f01dc281e53a5685.png)
光强度的计算公式光强度是描述光源发光强弱程度的一个物理量,在物理学中,它的计算公式可是相当重要的哟!咱们先来说说光强度的基本概念。
想象一下,你在一个黑暗的房间里,打开一盏台灯,那台灯发出的光的明亮程度,就是光强度啦。
光强度的单位是坎德拉(cd)。
光强度的计算公式是:I = F / Ω 。
这里的“I”就是光强度,“F”表示光源在给定方向上的辐射通量,而“Ω”则是光源在该方向上的立体角。
为了让大家更好地理解这个公式,我给大家讲一个我在教学中的小经历。
有一次上课,我给学生们讲解这个公式,发现大家都一脸迷茫。
于是,我灵机一动,拿出了一个手电筒。
我先让同学们观察手电筒直直照射在墙上的光斑,然后我慢慢倾斜手电筒,让大家看到光斑的形状和亮度都发生了变化。
我就问同学们:“你们看,同样是这个手电筒,角度不同,照出来的光看起来是不是不一样啦?”同学们纷纷点头。
然后我就接着说:“这就像咱们的光强度公式里的立体角在变化,从而影响了光强度。
”那咱们再深入聊聊这个公式里的辐射通量“F”。
它指的是单位时间内通过某一面积的能量。
就好比是水龙头里流出的水,水的流量就相当于辐射通量。
而立体角“Ω”呢,它可不是咱们平时熟悉的平面角度,而是一个三维空间里的角度概念。
想象一下,你把一个球体切成很多小块,每一小块在球心处所对应的角度就是立体角。
在实际生活中,光强度的计算公式有着广泛的应用。
比如说,在设计路灯的时候,工程师们就得根据这个公式来计算路灯的光强度,以确保道路有足够的照明,让行人和车辆都能安全通行。
还有在舞台灯光的布置中,灯光师也需要运用这个公式来安排灯光的角度和强度,打造出美轮美奂的舞台效果。
在学习光强度计算公式的过程中,大家可别被那些复杂的符号和概念给吓住了。
就像我刚刚讲的手电筒的例子,多联系实际生活中的现象,理解起来就会容易得多。
总之,光强度的计算公式虽然看起来有点复杂,但只要咱们用心去理解,多结合实际去思考,就能轻松掌握它。
光强度定义
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光强度定义嘿,咱今儿就来聊聊光强度这档子事儿。
你说光强度,它就像是我们生活中的一个神奇小精灵。
你想想看,大晴天的时候,那阳光直直地照下来,亮堂堂的,让你都睁不开眼,这时候光强度可就大啦!就好像是一个活力满满的小伙子,在那儿尽情地释放着自己的能量。
而到了晚上,那微弱的月光,还有那星星点点的亮光,光强度就小多了吧,就像是个害羞的小姑娘,轻轻地在那。
咱平时生活里,光强度的作用可大了去了。
就好比说,你在看书的时候,如果光强度不合适,太暗了,那你眼睛不得累得慌呀!那不就跟抹黑找东西似的,多费劲呀!要是太强了呢,也不行,刺得你眼睛难受。
再说说那些舞台灯光,为啥那些灯光师能把舞台弄得那么酷炫呢?不就是靠着对光强度的巧妙运用嘛!该亮的地方亮得耀眼,该暗的地方暗得神秘,这样才能营造出各种不同的氛围呀!还有啊,你知道吗,植物生长也离不开光强度呢!有的植物就喜欢强光,给它多多的光它就长得欢实;可有的植物就喜欢弱弱的光,太强了它还不乐意呢!这就跟人似的,每个人都有自己喜欢的环境,植物也一样。
你说光强度是不是很神奇?它能影响我们的生活,能影响植物的生长,甚至能影响整个世界的样子呢!那我们怎么去感受光强度呢?其实很简单,就是用我们的眼睛去看呀,用心去体会呀!你看,大白天走在街上,那光强度让一切都那么清晰可见;晚上走在昏暗的小路上,那微弱的光让周围都变得有些朦胧。
这不就是光强度给我们带来的不同感受嘛!而且啊,不同颜色的光强度也不一样呢!红色的光看起来就比较热烈,蓝色的光感觉就比较冷静,这多有意思呀!咱可得好好对待光强度这个小精灵,让它在我们的生活中发挥出最大的作用。
别总是忽略它,要学会去感受它,利用它。
总之,光强度就是这么一个看似普通却又极其重要的东西,它就像我们生活中的一个默默无闻却又不可或缺的朋友,你说是不是呢?。
光强度单位 lux
![光强度单位 lux](https://img.taocdn.com/s3/m/3395533b1611cc7931b765ce0508763231127494.png)
光强度单位 lux光强度是指光的辐射功率在单位立体角内的平均值,它是衡量光的强度的物理量。
在物理学和工程领域中,光强度单位经过不断的演变和完善,最终确定为lux(勒克斯)。
本文将从光强度的定义和计算、lux的历史演变、应用领域和实际案例等方面展开讨论。
一、光强度的定义和计算光强度是指在某一方向上通过单位面积的光通量,它的国际单位是坎德拉(Candela,简写为cd)。
光通量则是指在一定时间内,光源放射的能量通过单位时间、单位面积所包围的立体角。
公式表示为:I = Φ / Ω其中,I表示光强度,Φ表示光通量,Ω表示立体角。
在实际应用中,要精确测量光强度需要综合考虑光源、测量仪器以及环境因素等多个因素。
常见的测量光强度的仪器有光电二极管、光电倍增管和光度计等。
二、lux的历史演变光强度单位lux最早由国际照明委员会(CIE)在1921年引入,被用于测量人眼对光线感知的明亮程度。
它是根据荷兰物理学家普朗克的辐射定律和国际单位制基本单位进行推导和衍生而来。
在此之前,人们使用的是“烛光强度”作为单位,即以蜡烛作为标准光源,人眼感知的明亮程度与蜡烛的距离成反比。
然而,由于不同蜡烛的采光效果存在较大差异,这种单位的可靠性和精度很低。
经过多年的研究和实践,光强度单位lux在照明领域得到了广泛认可和采用。
它在光学、建筑设计、舞台灯光、电视摄影等领域都起到了重要的作用。
三、lux的应用领域1. 照明设计:光强度单位lux在照明设计中起到了至关重要的作用。
根据不同环境和需求,通过合理调整和控制光强度,可以提供合适的照明效果,满足人们对光线明亮度的需求,同时节约能源和保护环境。
2. 建筑物通风与采光设计:通过合理设计建筑物的窗户和天窗等采光设施,可以使室内获得足够的自然光线,提高人们的工作和生活质量。
而光强度单位lux的应用,可以帮助设计师确定适宜的光照强度,以达到最佳的采光效果。
3. 舞台灯光设计:舞台灯光设计是一门独特的艺术与技术的结合,它通过对光强度单位lux的精确测量和控制,实现舞台上的光线效果。
与入射光强度的关系
![与入射光强度的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/311dea664a35eefdc8d376eeaeaad1f34793115e.png)
与入射光强度的关系
入射光强度与其它物理量如入射光的功率、电流或能量密度等有关。
具体关系取决于光的特性与介质。
1. 光强度与功率:入射光强度与入射光的功率成正比。
功率是指单位时间内光传输的能量,通常以瓦特(W)为单位。
入射光强度可以表示为单位面积上入射光的功率大小。
2. 光强度与能量密度:入射光的能量密度是指单位体积内的光能量,通常以焦耳/立方米(J/m^3)为单位。
入射光强度可以表示为单位面积上入射光的能量密度大小。
3. 光强度与电流:入射光的光强度与电流之间存在关系,特别是在光电效应等涉及光子的现象中。
光电效应是指当光子碰撞到物质表面的电子时,会导致电子的发射和流动,从而产生电流。
入射光的光强度越大,电子受到的光子碰撞就越多,电流也就越大。
总之,入射光强度与入射光的功率、能量密度和电流等物理量之间存在着不同的关系,具体关系取决于具体的光学系统和介质特性。
光量子通量密度与光强度
![光量子通量密度与光强度](https://img.taocdn.com/s3/m/ebe03e2c58eef8c75fbfc77da26925c52cc591e2.png)
光量子通量密度与光强度
光量子通量密度与光强度是光学中两个重要的物理量。
光量子通量密度指的是单位面
积上入射或发出光子的数量,通常用符号Φe表示,单位是μmol m^-2 s^-1。
而光强度是指在某一方向上单位面积内通过的光量,通常用I表示,单位是W m^-2。
两者的单位不同,但它们描述的是同一种现象:光的功率。
光量子通量密度和光强度的关系可以用下面的公式表示:
I = Φe × E
其中,E是单个光子的能量。
这个公式说明了光强度和光量子通量密度之间的定量关系。
在实际应用中,这个公式可以用来计算光照强度。
光量子通量密度在植物生长研究中非常重要。
光合作用是一个基础的生化过程,它使
植物利用光能转换二氧化碳和水为有机物。
为了植物的生长和发育,在不同的生长阶段,
需要不同的光量子通量密度。
因此,研究者需要了解正确的光量子通量密度水平以优化植
物生产量和生长速度。
光强度在工业和医疗领域中也很重要。
光强越强,光照质量越高。
在医疗领域中,光
强可以用来描述激光手术中使用的光线的强度。
在工业领域中,光强可以用来描述激光器
的输出功率。
总之,光量子通量密度和光强度在不同的领域中扮演着重要的角色。
了解它们的物理
意义和关系可以帮助我们更好地理解光学现象,并为相关领域的应用提供支持。
光照强度等级划分
![光照强度等级划分](https://img.taocdn.com/s3/m/af4115d99f3143323968011ca300a6c30c22f10e.png)
光照强度等级划分光照强度是指指定区域内的光线强度。
光照强度不仅影响人们的能见度和情绪,也对植物的生长和发育有着重要的影响。
以下是光照强度等级的划分:1.强光区强光区一般指光照强度在2000-10000勒克斯之间的区域。
这种光照强度适合于大多数室内植物的生长和发育,也能让人们感到愉悦和兴奋。
强光区的光线强度非常高,需要注意避免直接暴露在阳光下,可以通过遮阳帘或者窗帘来调节光线强度。
2.中等光区中等光区一般指光照强度在1000-2000勒克斯之间的区域。
这种光照强度适合于需要清晰照明的办公和学习环境。
在这种光线强度下,人们可以保持高度的注意力和警觉性。
同时,中等光区的光线强度也适合于许多草本植物和室内花卉的生长和发育。
3.弱光区弱光区一般指光照强度在500-1000勒克斯之间的区域。
这种光线强度适合于需要相对柔和的照明环境,如卧室或者休息区。
在这种光线强度下,人们可以放松身心,享受温馨轻松的感觉。
适合在这种光线强度下生长的植物种类相对较少,需要针对不同的植物进行适当的调节和照顾。
4.微弱光区微弱光区一般指光照强度在100-500勒克斯之间的区域。
这种光线强度适合于需要柔和的背景照明环境,如电视墙、门厅和夜灯等。
在这种光线强度下,人们会感觉到放松和舒适。
许多喜欢生长在树林中的植物可以在这种光线强度下生长和发育,在室内可以种植一些具有乐尽性的植物。
5.极微弱光区极微弱光区一般指光照强度在0-100勒克斯之间的区域。
这种光线强度适合于需要极弱的照明环境,如暗室或者夜间静息环境。
在这种光线强度下,人们可以很快地入睡和达到深度睡眠状态。
此类光照强度下的植物极其有限,需要非常关注怎样提供最少的照明条件来照顾它们的存在。
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1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位,为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为使您了解和使用便利,以下将有关知识做一简单介绍:
1. 烛光、国际烛光、坎德拉(candela)的定义
在每平方米101325牛顿的标准大气压下,面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”(即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体),在纯铂(Pt)凝固温度(约2042K获1769℃)时,沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且,烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的,不宜等同。
从数量上看,60 坎德拉等于58.8国际烛光,亥夫纳灯的1烛光等于0.88 5国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发光强度与光亮度
发光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时,则光强为I=F/Ω,Ω为立体角,单位为球面度(sr),F为光通量,单位是流明,对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值:单位cd/m²
太阳:1.5*10 ;日光灯:(5—10)*10³;月光(满月):2.5*10³;黑白电视机荧光屏:12 0左右;彩色电视机荧光屏:80左右。
3. 光通量与流明
光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。
各色光的频率不同,眼睛对各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮程度,在各色光中,黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。
如果用绿色光作水准,令它的光通量等于辐射能通量,则对其它色光来说,激起明亮感觉的本领比绿色光为小,光通量也小于辐射能通量。
光通量的单位是流明,是英文lumen的音译,简写为lm。
绝对黑体在铂的凝固温度下,从5.305*10³cm²面积上辐射出来的光通量为1lm。
为表明光强和光通量的关系,发光强度为1坎德拉的点光源在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为1六名。
一只40W的日光灯输出的光通量大约是21 00流明。
4. 光照度与勒克斯
光照度可用照度计直接测量。
光照度的单位是勒克斯,是英文lux的音译,也可写为lx。
被光均匀照射的物体,在1平方米面积上得到的光通量是1流明时,它的照度是1勒克斯。
有时为了充分利用光源,常在光源上附加一个反射装置,使得某些方向能够得到比较多的光通量,以增加这一被照面上的照度。
例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。
以下是各种环境照度值:单位lux
黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;阴天室内:5—50;阴天室外:50—500;晴天室内:100—1000;夏季中午太阳光下的照度:约为10*9次方;阅读书刊时所需的照度:50—60;家用摄像机标准照度:1400。
所谓冷光,就是只发光而不产生热的光
生物发光属于冷光,发热极少,发光效率极高,几乎95%以上的化学能直接转化为光能,真正做到了“有一分热发一分光”。
而且冷光不会遇火爆炸,是一种非常经济和安全的光源。
奇妙的冷光早就引起世界科学界的注目。
1900年柏林的世界博览会上就展出过轰动一时的细菌灯。
在今天,人们通过研究生物发光机理,进而模仿生物发光,研制理想化学冷光源,以广泛应用于生产和生活的照明。
本世纪70年代,美国科学家发现如果把荧光素和激发剂两种化学物质放到一起,发生化学反应,能产生冷光。
据此,他们把这两种化学物质放入塑料管内,中间用玻璃隔开,当需要使用时,只要把塑料管折弯,两种化学物质就混到一起,发出冷光。
于是这只塑料管便成了一盏奇妙的灯。
科学家还发现利用电子、电场、基本粒子激发,能使好多物质发出冷光来。
比如月光灯也是冷光的一种。
当通电后,在电场作用下,它里头水银蒸气发出了紫外线,激发了灯管内壁上涂的硫化锌和硫化钙等荧光物质,于是发出了冷光。
早在1936年,法国物理学家德蓁特劳曾发现强的交流电能使某些荧光物质发光,也就是不必先激发出紫外线,而将电直接转化为光。
他把这种现象叫做“电致发光”。
现在不少科学家正继续从事这个研究,不断探索其中奥秘。
一些科学工作者正在着手进行把一些荧光物质掺进塑料或玻璃中来制造一种叫做“电致发光板”的材料。
将来,当你住在用电致发光材料做墙壁和天花板的房间里时,虽然没有电灯,而你却可以利用按钮来调节,使房间里散发着十分柔和的光。
物理学家认为,可见光也是在一定频率范围内的电磁波,只要使获得的电磁波在可见光的频率范围内,便能产生可见光。
据报道,美国科学家曾将一枚火箭发射到250公里高空,它爆发性地释放出的钡气与太阳光作用后,竟然出现了范围达几十公里的好像“北极光”那样的光幕。
“冷光灯”只是一个统称,一般包含了荧光灯和LED等类别。
他们有一个共同点:不以热量来发光,自身温度也不高。
与冷光灯相反的有白炽灯(以钨丝发热为发光原理);金卤灯、钠灯(自身温度很高)。
冷光灯也会发热,只是发热比较少而已。
荧光灯的表面温度一般达到40℃左右,LED的表面温度试功率不同,表面温度在30℃~5 0℃。
还有一些冷光灯,例如霓虹灯、冷阴极管、EL片
EL发光原理:
发光材料(phosphors)在电场作用下,电子在发光层内高速运动,激活发光原子使期被加
速而获得足够能量,并碰撞发光中心,使发光中心激发并电离,激活发光中心回到基态时复合而发光。
EL特点:
EL冷光灯片具有可视角度宽,平面固态发光源,超薄平整,重量轻,发光颜色丰富;加工自由、形状任意、增加创意;防震性强,发光柔和稳定,不刺眼;功耗低、节能,不发热;寿命长。
其中,EL发光片在广告、动态工艺品和汽车闪动装饰品中的应用,作为本公司的重点开发项目之一。
用EL发光片替代普通光源,结合画面,以达到均匀发光的效果,并配以不同的激活剂,可发出丰富的色彩,使要表现的画面颜色更鲜艳夺目。
配以各种形式的闪动模式,可让画面内容更生动、突出。
EL动态闪动广告促销系列产品采用新式材料及最新技术设计制作而成,其特性为超薄全彩、平面均匀、发光柔和、高亮度、低耗电、抗震抗压、耐折弯等。
可广泛应用于控制系统、礼品玩具、指示标志、广告宣传、液晶体、LCD背光、钟表、仪器、仪表、机动车等,是一
种新颖时尚的广告促销宣传产品,能很好的吸引客户群,起到很好的宣传效应。
我们现在用的日光灯,就是仿照冷光灯做的。
而且它就是一种冷光灯,它的功率小,效率大,亮度也大。
它的寿命比普通的灯要长七到八倍。
我们用冷光灯在矿井下照明,不易使瓦斯爆炸,也保证了安全。