照明常识

一、光通量

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。

例如，当波长为555×10-9米的绿光与波长为650×10-9米的红光辐射功率相等时，前者的光通量为后者的10倍。

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。

V(λ)：称为人眼相对光谱敏感度曲线，亦作视见函数曲线，是总结了众多针对人眼的测试经验而得到的，它描述了人眼对不同波长的光的反应强弱。

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见率的乘积。人眼对不同波段的光，视见率不同；故不同波段的光辐射功率相等，而光通量不等。

人眼对亮度的敏感程度与颜色有关，在整个可见光范围内并不是均匀的.可以用相对敏感函数曲线进行描述.

在环境明亮时，人眼对于波长X=555nm（环境黑暗时为507nm）的光线最为敏感,我们定义这时的相对视敏度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)。

当P(X)以瓦为单位时，Y(X)的单位为光瓦.只有当X=555nm时,1瓦光辐射功率产生683lm(流明）的光通量

二、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 即1000mcd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/4π。

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汇聚能力的。可以说，发光强度就是描述了光源到底有多亮。1000mcd=1cd1

坎德拉的定义

在101 325 Pa的压强下，处于铂凝固点温度的黑体的1/600 000平方米表面在垂直方向上的发光强度。

流明和mcd没有直接的关系,就象亮度和流明不能换算一样,mcd相当于亮度指标,流明是光通量指标,投影面积大小不影响流明的值,但同样流明,面积大,亮度就小所以mcd要和发射角相关,才能和流明建立关系

一个简单的算法,可以假设led的发光效率是一样的,那么流明和功率就挂钩了,功

率大的,流明就大.

目前市场上的led,最高可达90流明/瓦.

光强是单位面积的功率流(通)量。它与光波传输的速度v和电场幅度E有关，即I=1/2*v*εr*ε0*E^2

v=c/n ,εr=n^2,因此光强的大小与光振动的电场幅度的平方和材料折射率的乘积成正比。

用I表示光学中的光强，v表示光的频率，A为照射区域面积，N为时间间隔t内照到A上的光子总数，则 I=Nhv/At

发光体在给定方向上的发光强度是该发光体在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元所得之商，即单位立体角的光通量．其公式为：

该量的符号为I，单位为坎德拉（cd），1cd=1lm/sr。

三、照度

从同一方向看，在给定方向上的任何表面的每单位投影面积上的光照强度（光度）。单位为英尺朗伯。照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为勒克斯(Lux,lx) ，即 lm/m2 。 1 勒克斯等于 1 流明(lumen,lm)的光通量均匀分布于 1m2 面积上的光照度。照度是以垂直面所接受的光通量为标准，若倾斜照射则照度下降。

照度的计算方法，有利用系数法、概算曲线法、比功率法和逐点计算法等。

1、利用系数的概念

照明光源的利用系数(utilization coefficient) 是用投射到工作面上的光通量( 包括直射光通和多方反射到工作面上的光通)与全部光源发出的光通量之比来表示，即u=φe/nφ

利用系数u与下列因数有关：

1)、与灯具的型式、光效和配光曲线有关。

2)、与灯具悬挂高度有关。悬挂越高，反射光通越多，利用系数也越高。

3)、与房间的面积及形状有关。房间的面积越大，越接近于正方形，则由于直射光通越多，因此利用系数也越高。

4)、与墙壁、顶棚及地板的颜色和洁污情况有关。颜色越浅，表面越洁净，反射的