关于国际光度单位的新定义(精)
灯光的计算方式
灯光设计的计算方式勒克司（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。
光照度相关知识
光照度（勒克斯）解释：照度的国际单位（SI），又称米烛光。
1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯。
可以标作勒［克斯］，简称勒。
英为lux，简作lx 。
勒克斯是引出单位，由流明(lm)引出。
流明则由标准单位烛光(cd)引出。
勒克斯是照度单位照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux），即：确 1Lux=1Lm/m2关系：1lux=1lm/平方米=1cd×s r/平方米流明流明，光通量的单位。
发光强度为1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为“1流明”，英文缩写(lm)。
目录流明定义所谓的流明简单来说，就是指蜡烛一烛光在一公尺（1 公尺= 1 米）以外的所显现出的亮度。
一个普通40瓦的白炽灯泡，其发光效率大约是每瓦10流明，因此可以发出400流明的光.。
40瓦的白炽灯220伏时，光通量为340流明。
光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力，单位是流明，也叫明亮度。
投影仪表示光通量的单位是ANSI流明，ANSI流明是美国国家标准化协会制定的测量投影仪光通量的标准，它测量屏幕"田"字形九个交叉点上的各点照度，乘以面积，再求九点的平均值，即为该投影仪的ANSI流明。
流明值越高表示越亮，明亮度越高则在投影时就不需要关灯。
ANSI为American National Standards Institute （美国国家标准局）的缩写。
详细介绍同样，这个量是对光源而言，是描述光源发光总量的大小的，与光功率等价。
光源的光通量越大，则发出的光线越多。
对于各向同性的光（即光源的光线向四面八方以相同的密度发射），则 F = 4πI。
也就是说，若光源的I为1cd，则总光通量为4π =12.56 lm。
与力学的单位比较，光通量相当于压力，而发光强度相当于压强。
光通量和光照度等的单位
光通量和光照度等的单位灯光设计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。
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或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。
不同染料激光器可根据需要产生波长范围在400~750mm的任何一种激光。
不过染料激光器都是以脉冲方式工作的装置，它必须依靠其激光器或电子闪光灯作驱动源。
鸟巢夜景灯光设计师平面角的定义:灯光设计灯光照明并不一定以多为好，以强取胜，关键是科学合理。
灯光是为了满足人们视觉生理和审美心理的需要，使室内空间最大限度地体现实用价值和欣赏价值，并达到使用功能和审美功能的统一。
华而不实的灯饰非但不能锦上添花，反而画蛇添足，同时造成电力消耗，能源浪费和经济上的损失，甚至还会造成光环境污染而有损身体的健康。
太阳:1.5*10;日光灯:(5-10)*10;月光(满月):2.5*10;黑白电视机荧光屏:120左右;彩色电视机荧光屏:80左右。
所谓带光是将光源布置成长条形的光带。
表现形式变化多样,虽然点光源通常放在四分之三的位置上，有方形、格子形、条形、条格形、环形(圆环形、椭圆形)、三角形以及其它多边形。
如周边平面型光带吊顶、周边凹入型光带吊顶、内框型光带吊顶、内框凹入型光带吊顶、周边光带地板、内框光带地板、环型光带地板、上投光槽、天花凹光槽、地脚凹光槽等等。
长条形光带具有一定的导向性，在人流众多的公共场所环境设计中常常用作导向照明，其它几何形光带一般作装饰之用。
光学基础之光度量知识介绍
1.3光度量光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的。
若遇易混淆时，则在辐射度量符号上加下标“e ”，而在光度量符号上加下标“V ”，例如辐射度量Q e ， Φe ，I e ，M e ，E e 等，它们对应的光度量为Q v ，Φv ，I v ，L v ，M v ，E v 等。
此外，辐射度量和光度量都是波长的函数，因此当描述光谱量时，在它们的名称前加“光谱”二字，并在它们相应的符号上加波长的符号“λ”作为下标，例如光谱辐通量记为λe Φ等等。
光通量Φv 和辐通量Φe 的关系可写成如下方程：⎰∞Φ=Φ0)()(λλλd V K e m v同理⎰∞=0)()(λλλd I V K I e m v ，等等。
式中，V （λ）是CIE 推荐的平均人眼的光谱光视效率（也叫视见函数）。
对于明视觉，它是对应波长为555nm 的辐通量Φe （555）与某波长能对平均人眼产生相同光视刺激的辐通量Φe（λ）的比值。
1971年CIE 公布的明视觉V （λ）标准值已经经国际计量委员会批准，其V（λ）曲线见图1.3－1。
K m 是一比例常数。
对于波长555nm 的单色光（V （555）＝1），K m 等于683m/W 。
原先它是根据在一个标准大气压下（101325N ／m 2）黑体辐射器在铂凝固温度（2042K ）明视觉亮度定义为60cd/cm 2而得出的，即⎰∞=0)()(λλλd L V K L e m v则683)()(106004=⨯=⎰∞λλλd L V K e m （lmW -1）式中L e （λ）(在2042K)可由黑体辐射表查得。
光度量和辐射度量的关系可用图解来求得（图1.3－1）。
图中V （λ）Φe （λ）曲线是V （λ）和Φe （λ）曲线在同一波长处两值的乘积。
纵坐标比例尺为e m v m K m ΦΦ=式中v m Φ是光通量的比例尺，e m Φ是辐通量的比例尺。
由此⎰∞Φ=Φ0)()(λλλd V K e m v⎰∞Φ=0)()(λλϕλd V K m e m e⎰∞ΦΦ==0)()(v v e v m d V m ϕλλϕλ式中 v v v e e e m m ϕλϕλΦΦ=Φ=Φ),()(图1.3－1中，Φe （λ）曲线和Φe （λ）V （λ）曲线与横坐标轴所包容的面积比为⎰⎰∞∞ΦΦ=)()()(λλλλλd d V V e e则⎰⎰∞∞ΦΦ=ΦΦ=)()()(λλλλλd d V K K e e m ev图1.3－1 光度量和辐射度量的关系K 的意义是光源发出的辐通量可产生多少能对目视引起刺激的光通量。
光度学基本概念
2
光度学基础 计算举例1：桌面OB上方有一盏100W钨丝充气灯泡P，光源在各 方向均匀发光，灯泡可在垂直桌面方向上下移动，问灯泡离桌面 多高时，B点（OB=1m）处的光照度最大，该光照度等于多少？
标准光源 I1 l1 I2 l2 待测光源
由E
I
I cos , 将I , cos , l表示出来即可。 l2
e I E
光照度公式
光度学基础 应用：测定光源发光强度 两个完全相同的漫反射表面， 标准光源I1，l1已知, 用眼睛观察两表面，由光照度 公式 E I cos 移动待测光源，改变l2,即改变 E2，当眼睛观察两表面同样亮 时(E相等)，测出l2，由 I1 cos I 2 cos
15m
-u -u’
解：像方接收总光通量 E S 50 (1.25) 2 246lm 1.25 0.075 0.0783 15 -u 2 u' 0.0195sr 立体角为' 4 sin 2 由理想光学系统光路计算公式：n' tgu 'ntgu hn' / f ' 像方光锥角tg (u ' ) tgu 0.578 u 0.845sr 2 1.26 10 4 cd 照明空间平均发光强度I ' ' 立体角为 4 sin 2 假定忽略聚光镜光能损失，灯泡发光强度为I 245W K
光度学基础 3、光谱光视效能
C与V ( )的乘积称为光谱光视效能，用K ( ) 表示。
K ( ) 683V ( ) 当V ( ) 1时，K ( )最大，即K m 683cd sr / W 称为最大光谱光视效能。
V ( ) 表示人眼对不同波长光辐射的敏感度差别，
几个光学术语的解释以及换算关系
几个光学术语的解释以及换算关系1. 发光强度(光度)的含义是什么?答：发光强度（光度，I）定义为:点光源在某一方向上的发光强度，即是发光体在单位时间内所射出的光量，也简称为光度，常用单位为烛光（cd，坎德拉），一个国际烛光的定义为以鲸鱼油脂制成的蜡烛每小时燃烧120格冷（grain）所发出的光度，一格冷等于0.0648克2. 发光强度(光度)的单位是什么?答：发光强度常用单位为烛光（cd，坎德拉），国际标准烛光（lcd）的定义为理想黑体在铂凝固点温度（1769℃）时，垂直于黑体（其表面积为1m2）方向上的60万分之一的光度，所谓理想黑体是指物体的放射率等于1，物体所吸收的能量可以全部放射出去，使温度一直保持均匀固定，国际标准烛光（candela）与旧标准烛光（candle）的互换关系为1candela=0.981candle3. 什么叫做光通量?光通量的单位是什么?答：光通量（φ）的定义是：点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。
光通量的单位为流明（简写lm），1流明（lumen或lm）定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量，由于整个球面面积为4πR2，所以一流明光通量等于一烛光所发出光通量的1/4π，或者说球面有4π,因此按照流明的定义可知一个cd的点光源会辐射4π流明，即φ（流明）=4πI（烛光），假定△Ω为很小的立体弧角，在△Ω立体角内光通量△φ，则有△φ=△ΩI 4.一英尺烛光的含义是什么?答：一英尺烛光是指距离一烛光的光源（点光源或非点光源）一英尺远而与光线正交的面上的光照度，简写为1ftc（1 lm/ft2，流明/英尺2），即每平方英尺内所接收的光通量为1流明时的照度，并且1ftc=10.76 lux5.一米烛光的含义是什么?答：一米烛光是指距离一烛光的光源（点光源或非点光源）一米远而与光线正交的面上的光照度，称为勒克斯（lux，也有写成lx），即每平方公尺内所接收的光通量为1流明时的照度（流明/米2）6. 1 lux的含义是什么？答：每平方公尺内所接收的光通量为1流明时的照度7.照度的含义是什么?答：照度（E）的定义为：被照物体单位受照面积上所接受的光通量，或者说受光照射的物体在单位时间内每单位面积上所接受的光度，单位以米烛光或英尺烛光（ftc）表示8.照度与光度、距离之间有什么关系?答：照度与光度、距离间的关系是：E(照度)=I(光度)/r2(距离平方)9.被照体的照度大小与哪些因素有关?答：被照体的照度与光源的发光强度及被照体和光源之间的距离有关，而与被照体的颜色、表面性质及表面积大小无关发光强度的基本单位——坎德拉发光强度的基本单位坎德拉是国际单位制的基本单位之一．本文较详细叙述了它的定义及其历史演变，简单介绍了该定义的复现原理、方法和实验装置．我国于1982年用电校准辐射计复现发光强度单位坎德拉，其总的不确定度为±0．28％．最后，对坎德拉的发展方向作了简要的说明．坎德拉是发光强度单位，是国际单位制（SI）七个基本单位之一，用符号“cd”表示．众所周知，光是人类、生物以至自然界赖以生存和发展的一种重要物质．科学家研究发现，人的眼睛等感觉器官，从外界接收的全部信息中，有百分之七十以上来自光．人类对光的认识，也经历了由现象到本质的发展过程，光学计量也正是伴随着这一认识过程而产生和发展的．本文仅将发光强度的定义、演变及其复现作一扼要的介绍．一．发光强度的原始定义——烛光发光强度的原始计量是通过人眼的感觉进行的．大约二百年前，已经使用“烛光”作为发光强度的单位．它是一支蜡烛在水平方向上的发光强度．如1860年，英国都市气灯法规所采用的“鲸蜡”．后来相继使用的标准光源还有菜油灯、戊烷灯和纯乙酸戊酯灯等．与此同时，科学家从理论上探讨了发光强度．1727年，P．鲍吉尔发表他的著作《关于光分度的光学实验》，这无疑可认为是目视光度测量的第一个重要尝试．1760年，朗白在他的一部专著中，详细阐述和定义了光通量、发光强度、照度、亮度等重要的光度学参数，还阐明了它们之间的数学联系．这些研究工作对光度计量的发展具有重要意义．1881年，国际电工技术委员会根据科学技术的发展和要求，把“烛光”规定为国际性单位，并定义如下：将一磅鲸鱼油脂制成六支蜡烛，以每小时120格令的速度燃烧时，在水平方向的发光强度为1烛光．上述定义中的格令为质量单位．从这个定义可以看出，发光强度不仅与燃料有关，而且还与灯芯、火焰高度等因素有关，因此它的复现性和稳定性都不理想．1879年，维奥列为了避免火焰标准的不方便，建议采用凝固过程的纯白金槽一平方厘米表面发出的光强度作为发光强度标准．由于各种原因（例如铂的纯度不高等），使得其重复性较差，未能采用．但这种想法对后来的光度的发展有一定的影响．1879年，爱迪生发明白炽灯，人工照明变成现实，同时也促进了光度计量的发展．1909年英国、法国和美国的有关研究机构，为了统一和提高国际范围的发光强度，协议采用炭丝白炽灯定义发光强度，即由戊烷灯导出并用一组45个炭丝白炽灯所组成的平均发光强度．并称之为“国际烛光”．炭丝白炽灯的稳定性较好，但复现性较差，几乎无法制出两个发光强度一样的白炽灯，因此这个基准不完全令人满意，只能是暂时性的．二、发光强度的新定义——坎德拉1908年，Waiolner和Burgess提出用浸没在盛有凝固铂的槽中的黑体作为发光强度标准．1 933年，黑体的性质提供一个从理论上解决发光强度的方法，采用这个原理，新的光度单位将建立在铂凝固点温度时的黑体的光辐射上．于是，1937年，国际照明委员会（CIE）和国际计量委员会决定从1940年起使用“新烛光”为发光强度单位，并定义如下：全辐射体在铂凝固温度下的亮度为60新烛光每平方厘米．也就是说在铂凝固点（2042．15K）上，绝对黑体的1cm2面积的1／60部分的发光强度为1烛光．由于第二次世界大战的耽搁，这一标准没有执行．1946年，国际计量委员会根据1933年第8届国际计量大会授予的权力，决定颁布：1旧烛光=1．005新烛光．1948年，第9届国际计量大会通过用拉丁文——candela（坎德拉）取代新烛光，坎德拉意为“用兽油制作的蜡烛”．1967年，第13届国际计量大会考虑到这个定义的措辞还欠严密，决定将坎德拉定义为：坎德拉是在101325牛顿每平方米压力下，处于铂凝固温度的黑体的1／600000m2表面在垂直方向上的光强度．1971年，第14届国际计量大会，通过了压力的单位牛顿每平方米的专门名称“帕斯卡”，符号为Pa．这样，坎德拉的定义改为：坎德拉是在101325Pa压力下，处于铂凝固温度的黑体的1／600000m2表面在垂直方向上的光强度．这个定义有两个名词需要解释一下：1．铂的凝固点：我们在常识上可以理解的固体熔化就为液体，而后又形成蒸气，在这个过程中，虽然它们共存时的温度是固定的，但它们却不能固定在任何一个状态上，在给定固体加热的过程中，其温度逐渐上升，在刚一熔化时温度是固定的，固体完全熔化后又开始升温，在它们的交接处就是凝固点．2．黑体：黑体是一种假想的能量辐射源，在评价其他辐射源时，用它作为比较光源和参考光源，它是一种其辐射仅依赖于温度的辐射体．这样的一种物体，它能够在任何温度下将辐射到它表面上的任何波长的能量全部吸收．换言之，在辐射体的任何温度下，绝对黑体光谱吸收率都等于1．例如，如果给完全封闭的房间打上小孔射入光，光就不断地反射到墙壁上，然而都不能返回到原来的孔中，而全部辐射到里面了．如果将炽化的金属块放入空洞里，就是辐照内部，光也不会反射到外面．若将这个金属块换为在凝固点的铂放入空洞，它又辐射又不辐射，则可将这种空洞定义为黑体．具有很小的窥视孔的空洞大体接近于黑体．实际上，根据物理学的表现形式，完全的发光体也就是完全的黑体．按照这个发光强度定义，世界许多国家都建立了坎德拉的黑体辐射基准，并进行了国际比对．三、坎德拉的最新定义70年代，几个国家实验室利用黑体辐基准复现的坎德拉，其数据差异较大，从几次国际比对的结果来看，相差约为±1％．这表明各国在复现坎德拉时，可能还存在着尚未发现的某种系统误差，从而也暴露了上述坎德拉定义存在的问题．于是，人们重新开始考虑坎德拉的定义．与此同时，辐射计量技术迅速发展，有些国家已经利用它复现了坎德拉，并达到同样的准确度．1975年，W．R．Blevin 等人提出重新定义坎德拉，得到了国际计量委员会和辐射度咨询委员会（CCPR）的支持，并鼓励有条件的国家用实验方法测量Km值（明视觉最大光谱光视效能，其值为6831m／W）．到1977年为止，已有10个国家（包括中国）的计量研究部门将自己的测量值通知该委员会，大多数国家的测量值接近6831m／W，从理论计算的Km值恰好也为此数．于是，CCPR决定采纳6831m／W作为Km值，这样可以保持光度单位的延续性．于是，1979年10月8日在巴黎召开的第16届国际计量大会上废除了国际计量委员会根据1933年第8届国际计量大会授权，于1946年决定并经1948年第9届国际计量大会批准和第13届国际计量大会修订的坎德拉定义．同时，通过了一项关于重新定义坎德拉的重要决定．新定义为：坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012赫兹的单色辐射，而旦在此方向上的辐射强度为1／683瓦特每球面度．定义中的540×1012赫兹辐射波长约为555nm，它是人眼感觉最灵敏的波长．这个定义的优点是容易复现，因发光强度与辐射量之间的关系按定义固定不变，而光强度单位与其他功率单位（如瓦特），采用简单的关系就能研制出各种实验方法，并能较好地控制实验的准确度．四、坎德拉的复现目前，各国复现坎德拉的主要方法有两种：一是电校准辐射计法，二是光谱辐射法．前者复现准确度高，后者则由于分光后信号很弱，不易测准，故误差较大．下面简单介绍一下电校准辐射计法复现坎德拉的原理及其主要实验装置．1．坎德拉的复现原理由光度学基本原理可知，光源在固定距离下的光照度Ev与相应的光谱辐照度Ee,λ的关系为式中Km为明视觉最大光谱效能，V（λ）为CIE标准光度观察的光谱效率．当放入V（λ）滤光器时，在限制光阑处得到的辐照度由下式计算：式中τ555为滤光器在555nm处的透射比，τ（λ）为相对光谱透射比，l为光源到限制光阑的距离，△为光线通过滤光器后的光程修正．由上面两个公式可以看出，不放滤光器时辐射计限制光阑处的光照度为式中Ek,λ为光源的相对光谱功率分布．因为在两个积分中，有绝对光谱辐照度Ek,λ共同的因子，所以不需要对它进行计算，而用相对光谱功率分布Ek,λ所代替．EV求得后，根据距离平方反比定律，即可算出光源的发光强度IV：IV=L2EV．这就是复现发光强度坎德拉主要原理．2．复现坎德拉的实验装置装置如图1所示，它放在6m长的光轨上，辐射计置于一个特制的滑车支架上，其位置可精密调整．下面把实验装置中主要部分介绍如下：锥腔型辐射计3是测量辐射功率的基准，将它置于热屏蔽箱内，使锥型辐射计避免环境温度变化而产生热电势的漂移．在本实验中，用它测量标准灯在辐射计的限制光阑表面上所产生的辐照度．V（λ）滤光器4是由四片有色玻璃组成，用以修正辐射计光谱灵敏度，使其与明视觉光谱光视效率V（λ）相接近．挡屏7是用以阻挡杂散辐射进入辐射计内．将灯丝平面，通水快门光闸5，6，法光器4，辐射计的限制光阑的中心精确调整在同一测量轴线上，且让灯丝平面和限制光阑垂直于该轴线，辐射计在热屏蔽箱内放置10h左右，待其温度分布均匀后，即可开始测量．。
光度学
最近大家都学习了光度学，其中光通量、发光强度、亮度和照度等几个概念可能比较难以被理解！现在我想跟大家分享一下自己的看法！1.光通量是为单位时间内通过单位面积的光能量。
光通量可以理解为能流密度；以机械波的能量观点去理解可能直观。
2.只要是类流体的物理量实在的通量都可以从以上这个角度去理解。
因为，研究电磁波其中很大的一个部分就是研究它们的能量分布和传播问题。
3.发光强度的定义书上有。
这里要说的是，它也是从能量的角度去考察光源的。
只是它给了光源一个空间上的范围限制。
4.与发光强度一样，亮度也是用来衡量光源的能量。
但发光强度侧重于强调光源的明亮程度（带有主观色彩，因为涉及到了光通量）和观察的角度。
对同一个光源的同一个面元，从不同角度进行观察，所得到的亮暗程度是不同。
所以分析具体问题的时候，一点要注意对角度的分析。
5.照度是与亮度相对的一个物理量。
因为照度的对象是被照物，而亮度的对象是光源。
对与光源与被照物的关系，这里是通过光通量来体现的。
也就是说，发光面元所发出的光通量与被罩面元所接收的光通量是相同。
所以，在计算照度时，光通量可以直接计算光源的。
但同样是非常需要注意的是，发光面元与被照面元的方向关系（具体可以参照书上的例图）。
6.照度定义中的那个单位面积一定是被罩物的。
千万别弄错！最后，我想要比较深入的认识这几个物理量需要弄清楚这几个量的内在联系以及每个物理量的对象是什么和要说明哪个方面的问题，这样就会比较方便理解它们。
希望有时间大家可以一齐讨论一下！！！发光强度发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光，支光。
1cd是指单色光源（频率540X10ˇ12HZ，波长0.550微米）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度））的单位立体角内发出的发光强度。
（球面度是一个立体角，其定点位于球心，而他在球面上所截取的面积等于以球的半径为边长的正方形面积）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 。
光度学相关物理量小结
光度学相关物理量小结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。
下面来给出相关概念以及单位的详细描述。
1.光通量（luminous flux）定义1：由发光体发出的光能，在单位时间内到达、离开或通过某一截面的光能数量，叫光通量，通常用Φ来表示。
定义2：光通量是光源的辐射能通量对人眼所引起视觉的物理量。
即单位时间内某一波段内的辐射能量与该波段的相对视敏率的乘积。
人眼对不同波段光的敏感程度与光的颜色有关，在整个可见光范围内敏感程度并不是均匀的。
可以用相对敏感函数曲线进行描述。
人眼对于波长X=555nm的光线最为敏感，我们定义这时的相对视敏率Vs(555)=1。
当X为其它值时，Vs(X)均小于1。
如果对于某一波长X 的单色光，其辐射功率为P(X)，相对视敏函数为Vs(X)，则可以定义光通量为Y(X)=P(X)*Vs(X)。
故不同波段的光即使辐射功率相等，光通量却不等。
例如，当波长为555×109-米的绿光与波长为650×109-米的红光辐射功率相等时，前者的光通量为后者的10倍。
在理论上辐射功率可用瓦特来度量，但因视觉对此尚与光色有关。
所以依标准光源及正常视力另定之“流明(lm)”来作为光通量的单位。
它是国际单位体系(SI) 和美国单位体系(AS) 的光通量单位。
如果您想将光作为穿越空间的粒子（光子），那么到达曲面的光束的光通量与1 秒钟时间间隔内撞击曲面的粒子数成一定比例。
流明数越大，即表示发光体所发出的可见光就越强。
如前所述，流明数与发光体的类别和功率有关，发光体的功率越大，它的流明数就越高。
发光强度为1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为1流明。
用时间来计算发光流明的数量是“秒数*流明数=流明秒”。
摄影用的闪光灯的闪光度即以流明秒为单位表示的。
光度学中几个重要概念
1.阐述光度学中几个重要概念（光通量、发光强度、发光亮度与照度）的定义、意义及单位，并讨论光度学与辐射度学的异同。
答：光通量：○1定义：单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。
○2意义：用以衡量按照国际规定的标准人眼视觉特性评价的辐射通量的导出量的多少。
○3单位：（流明）。
发光强度：○1定义：在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）（瓦特/球面度））的单位立体角发出的光通量。
○2意义：用以衡量光场中某点的光强指的是通过该点的平均能流密度的大小。
○3单位：（坎德拉）。
发光亮度：○1定义：人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度。
○2意义：用以衡量是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。
○3单位：（坎德拉立方米）。
照度：○1定义：单位面积上所接受可见光的光通量。
○2意义：用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。
○3单位：（勒克斯）。
光度学与辐射度学的异同：相同点：○1研究对象相同：都是光学辐射，且多数为非相干辐射。
○2知识基础相近：都是应用光学的分支。
不同点：○1研究范围不同：辐射度学研究范围为整个电磁辐射谱区；光度学只处理人眼可感知的光，即可见光，波长范围为380～780nm纳米。
○2角标不同：辐射度参量一般用下脚标e表示；光度学参量则用下脚标v表示。
○3常用的度量不同：具体内容见下图。
2.试解释为什么鸡、狗等白天生活的动物在黑夜中看不见物体，而猫头鹰、老鼠等黑夜生活的动物却能看到物体。
答：鸡狗的视觉细胞中杆状细胞较少，由于杆状细胞的特点是感光灵敏度高，在暗场所起主要作用，所以她们在黑夜中很难看见物体；而猫头鹰、老鼠的杆状细胞相对多而发达，故能在黑暗中看见物体。
3.通过查阅资料（课本中表1-3），试计算波长分别为440nm，500nm，以及520nm的单色光在色度图上的坐标。
光强,光度,光亮
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.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。
下图是单位立体角的示意图：照度-照度(illuminance) 是光源照射在被照物体单位面积上的光通量。
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。
光通量：发光强度为1的光源在立体角元内发出的光。
光通量（luminous flux）指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。
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。
光通量的单位为“流明”。
光通量通常用Φ来表示，在理论上其单位相当于电学单位瓦特，因视觉对此尚与光色有关。
所以依标准光源及正常视力度量单位采用“流明”，符号：lm 。
1.光通量是每单位时间到达、离开或通过曲面的光能量。
2.光通量是灯泡发出亮光的比率。
流明(lm) 是国际单位体系(SI) 和美国单位体系(AS) 的光通量单位。
如果将光作为穿越空间的粒子（即光子），那么到达曲面的光束的光通量与1 秒钟时间间隔内撞击曲面的粒子数成一定比例。
光通量的物理表达式为：式中：K：光敏度、感光度（类比：胶卷的感光度）、人眼对于彩色的感知能力K = 683.002 lm/W。
K值使光通量的单位与辐射功率的单位得到统一。
λ：波长，事实上人眼只对波长位于380nm~780nm的可见光有反应，习惯上我们把低于380nm的光波称为紫外线(Ultraviolet，简称UV)，把高于780nm的光波称为红外线(Infrared，简称IR)，这一点也反映在了视见函数V(λ)中。
LED发光强度的基本单位坎德拉简介
发光强度的基本单位——坎德拉
发光强度的基本单位坎德拉是国际单位制的基本单位之一．本文较详细叙述了它的定义及其历史演变，简单介绍了该定义的复现原理、方法和实验装置．我国于1982年用电校准辐射计复现发光强度单位坎德拉，其总的不确定度为±0．28％．最后，对坎德拉的发展方向作了简要的说明．
坎德拉是发光强度单位，是国际单位制（SI）七个基本单位之一，用符号“cd”表示．
众所周知，光是人类、生物以至自然界赖以生存和发展的一种重要物质．科学家研究发现，人的眼睛等感觉器官，从外界接收的全部信息中，有百分之七十以上来自光．人类对光的认识，也经历了由现象到本质的发展过程，光学计量也正是伴随着这一认识过程而产生和发展的．本文仅将发光强度的定义、演变及其复现作一扼要的介绍．
一．发光强度的原始定义——烛光
发光强度的原始计量是通过人眼的感觉进行的．大约二百年前，已经使用“烛光”作为发光强度的单位．它是一支蜡烛在水平方向上的发光强度．如1860年，英国都市气灯法规所采用的“鲸蜡”．后来相继使用的标准光源还有菜油灯、戊烷灯和纯乙酸戊酯灯等．与此同时，科学家从理论上探讨了发光强度．1727年，P．鲍吉尔发表他的著作《关于光分度的光学实验》，这无疑可认为是目视光度测量的第一个重要尝试．1760年，朗白在他的一部专著中，详细。
光度学基本概念
发布日期：2 光视效率函数
式中dΩ是点光源在某一方向上所张的立体角元。
一般来说，发光强度随方向而异，用极坐标(θ,φ)来描写选定的方向时，I(θ,φ)表示沿该方向的发光强度。
在国际单位制中，发光强度的单位为坎德拉(Candela)，单位代号：坎(cd)。
值得指出的是，在国际单位制中，发光强度的单位是国际单位制中七个基本单位之一，光度学中其它单位均为导出单位。
5 照度
照度是表征受照面被照明程度的物理量，它可用落在受照物体单位面积上的光通量数值来量度，如果照射在物体面元dA上的光通量为dΦ，则照度E可表达为:
6 亮度
单位表面上在某一方向的光强密度，它等于该方向上的发光强度和此表面在该方向上的投影面积之比。
即被视
物体在视线方向单位投影面积上的发光强度。
光照强度单位由来及换算
光照强度单位由来及换算(转载)(一)照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明(Lm)数，也叫做勒克斯(Lux):1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度(约1770?)时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。
为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得:半径为1m的半球面积为2π×12=6.28平方米距光源1m处的光照度值为:1200Lm/6.28平方米=191Lux同理、半径为5m的半球面积为:2π×52=157平方米距光源5m处的光照度值为:1200Lm/157平方米=7.64Lux可见，从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。
1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度(MINIMUM.ILLUMINATION)，表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。
同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。
(二)光照强度单位KLux和μmol m-2 s-1的换算关系随光源的不同而不同。
在白天的太阳光源下，1KLux=18μmol m-2 s-1。
(三)光照强度PPF简单地说是波长介于400纳米到700纳米之间的适宜光合作用的光通量，单位是:μmol m-2s-1，国内许多文献上光照强度的单位是用lx，两种单位之间可以互换(仅限于荧光灯):1000lx=12.5μmol m-2s-1(四)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。
quanta s-1m-2光学单位
quanta s-1m-2光学单位
1.发光强度(光度)的含义是什么?
答:发光强度（光度，I）定义为:点光源在某一方向上的发光强度，即是发光体在单位时间内所射出的光量，也简称为光度，常用单位为烛光(cd,坎德拉),一个国际烛光的定义为以鲸鱼油脂制成的蜡烛每小时燃烧120格冷( grain)所发出的光度，一格冷等于0.0648克
2.发光强度(光度)的单位是什么?
答:发光强度常用单位为烛光（cd，坎德拉)，国际标准烛光（lcd）的定义为理想黑体在铂凝固点温度(1769℃）时，垂直于黑体（其表面积为1m2）方向上的60万分之一的光度，所谓理想黑体是指物体的放射率等于1，物体所吸收的能量可以全部放射出去，使温度一直保持均匀固定，国际标准烛光（(candela)与旧标准烛光（( candle）的互换关系为1candela=0.981candle
3.什么叫做光通量?光通量的单位是什么?
答:光通量（q）的定义是:点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者(人能感觉出来的辐射通量〉即称为光通量。
光通量的单位为流明（简写lm)，1流明( lumen或lm）定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量，由于整个球面面积为4TR2，所以一流明光通量等于一烛光所发出光通量的1/4T，或者说球面有4t,因此按照流明的定义可知一个cd的点光源会辐射4T流明，即((流明）=4TI（烛光)，假定△Q为很小的立体弧
角，在△立体角内光通量△o，则有△o=AI。
七大国际基本单位 发光强度
七大国际基本单位发光强度
七大国际基本单位是国际计量单位制中确定的基本量，其中发光强度
是其中一个基本量。
发光强度的单位是坎德拉（cd），它是国际标准单位制中用于描述光
源强度的单位。
坎德拉的定义是：1坎德拉等于1个发射单色频率为540×1012赫兹的特定方向上单位面积上放射出1/683瓦特/立体角的发光强度。
发光强度的测量在照明工程、光学、激光技术、摄影学等方面有着广
泛的应用。
例如，在照明工程中，用于衡量灯具的光效；在光学中，
用于衡量光源的强度和亮度；在激光技术中，用于衡量激光器的功率
和光束的强度等。
发光强度的测量可以使用发光体法、热辐射计法和瞬态法等不同的方法。
其中，发光体法适用于透明或半透明物体，可以直接测量物体的
发光强度；热辐射计法适用于黑体辐射，可以测量黑体辐射的光强度；瞬态法适用于非恒定发光强度的测量，可以测量非恒定光源的瞬时发
光强度。
发光强度的测量需要使用专业的仪器和设备，包括光度计、辐射计、
热电偶等。
在进行测量时，需要确保仪器和设备的准确度和精度，同时还需要考虑到环境的影响因素，如温度、湿度、大气压力等。
总之，发光强度作为国际计量单位制中的一个基本量，具有广泛的应用和重要的意义。
通过准确测量发光强度，可以为各个领域提供有价值的数据和信息，促进科学技术的进步和发展。
光度学四个光度名词讲解
• 前言 • 概念
光的多少称光通量
书桌台面受到光照多少称照度
一束光射远而强的能力称光强
眼睛看到电视屏幕感觉亮不亮称亮度
• 定义 几个数学名词：圆；球；球面；圆面角；4π； 点光源
光通量F(lm)定义 照度E(lx)定义 光强I(cd)定义 亮度L(cd/m2 )定义 定义小结
目录
• 进一步理清概念 中文名称与光度学单位名称容易混淆：日常文字中提到的亮度 含义可能指四个单位中任意一种 ？ 照度E（lx）：同样光照下，黑色台面和白色台面，看上去哪个亮？ 光强I（cd）：平行光光强 如何计算？ 亮度L（cd/m2）：看到马路上一排路灯，近的比远的亮？
特征：没有方向概念，有密度概念, 是点数值。
光强I（cd）定义
定义：标准蜡烛向四周每个方位的光强为1cd。 式1： I= F/ α ; 1cd =1lm/1sr 式中F光通量 ；I光强； α 立体角，单位：sr。 式2：I= ES2。 式中；E照度；S距离：单位米 m。
用途：主要用于衡量灯具配光曲线
本篇试着用浅显方法（省却微分数学表达式），讲解貌似 简单又不太简单的内容。
概念
在说明四个光度单位前，设想一下如果是你应该如何来衡 量光的度值。
光的多少称 光通量
就如日常生活衡量钱币的多少单位是元一样 ，衡量光多少 的单位是光通量 lm。 可以讲600lm灯泡比150lm灯泡光多发光 450lm。
光强Ｉ：平行光光强 如何计算？
光强从点光源来定义，平行光可以认为是原点距离很 远的点光源。
通常分布光度计测6米和测10米 ，带抛物面灯 具光强曲线6米和10米会有差异。即不可把灯具的光强 原点简单理解在光源处。但光度计测10光强就定义10 米点光源。
光照强度
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-dent light)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。