光源有哪些特性參數?光照度與光通量什么關(guān)系?

?標準光源對色燈箱????|???? ?2023-04-25

光源有哪些特性參數?描述光源的特性參數有很多,其中常見(jiàn)的就有光亮度、光照度和光通量。本文對光亮度、光照度和光通量的概念及光照度與光通量的關(guān)系做了介紹,對光源知識感興趣的朋友可以了解一下!

光源的特性參數

光源的特性參數介紹:

1.光亮度

亮度是指發(fā)光體(不只是電源,其他受照物體對人眼來(lái)說(shuō)也可看作間接發(fā)光體)在人眼視線(xiàn)方向單位投影面積上的發(fā)光強度(是發(fā)光體在某方向發(fā)出的光通量密度,它表明了光通量在空間的分布狀況),稱(chēng)為該發(fā)光體的表面亮度,以符號L表示,單位為坎德拉每平方米(cd/m2)。該發(fā)光體表面法線(xiàn)方向的發(fā)光強度為I,而人眼視線(xiàn)與發(fā)光體表面法線(xiàn)相交的角度θ,因此視線(xiàn)方向的發(fā)光強度Ig=Icosθ。而視線(xiàn)方向發(fā)光體的投影面Aθ=Acosθ,其中A為發(fā)光體的面積,因此可得出發(fā)光體在視線(xiàn)方向的亮度為:

亮度計算公式21

式中Lθ——發(fā)光體沿θ方向的表面亮度(cd/m2);

Iθ——發(fā)光體沿θ方向的發(fā)光強度(cd);

Acosθ-—發(fā)光體在視線(xiàn)方向的投影面(m2)。

這就說(shuō)明了發(fā)光體的亮度值實(shí)際上與人眼的視線(xiàn)方向無(wú)關(guān)。亮度的概念對于一次光源和被照物體是同等適用的,亮度是一個(gè)客觀(guān)量,但它直接影響人眼的主觀(guān)感覺(jué)。晴天天空的亮度為(0.5~2)×104cd/m2;白熾燈燈絲的亮度約為(300~1400)×104cd/m2;熒光燈管的表面亮度為(0.6~0.9)×104cd/m2。

2.光照度

照度是指受照物體表面單位面積上所投射的光通量,符號為E,單位為lx(勒克斯)。

如果光通量重均勻地投射在面積為A的表面上,則該表面的平均照度值為: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——被照面的面積(m2)。

照度的單位為1x(勒克斯),1lx表示1lm的光通量均勻分布在1m2的被照面上,即1lx=1lm/1m2。陰天中午時(shí)室外的照度約為8000~200001x;晴天中午時(shí)室外的照度可達80000~1200001x。

3.光通量

在單位時(shí)間內,光源向周?chē)臻g輻射的能量稱(chēng)為輻射能通量,簡(jiǎn)稱(chēng)輻通量,一般光源的輻通量中包含各種波長(cháng)的輻通量,其中波長(cháng)為400~700納米的輻通量可以引起視覺(jué)。

在單位時(shí)間內,光源向周?chē)臻g輻射的使人眼產(chǎn)生光的感覺(jué)的能量稱(chēng)為光通量,符號為Ф,單位為流明,簡(jiǎn)稱(chēng)流。需要說(shuō)明,400~700納米范圍內的輻通量也只有一部分轉化為光通量。1流的光通量,相當于波長(cháng)為555納米的單色輻射功率為1/683瓦時(shí)的光通量。

光通量是電光源的一個(gè)重要參數,是照明設計的必備數據。但評價(jià)電光源的特性?xún)?yōu)劣則常以光視效能為依據。電光源的光視效能以消耗1瓦電功率產(chǎn)生多少流光通量表示,單位是流/瓦。光視效能越高越好。


光照度與光通量的關(guān)系:

照度表示被照面上接受的光的強弱,是單位面積上所得到的光通量。

如果要想求出距離一個(gè)光源rm處的光照度,可以設想一個(gè)以光源為中心、半徑為rm的球面,球面內側接受的光通量是均勻的,這個(gè)球面的面積A為A=4π·r2,照度E等于光通量除以面積,即E=Фv/A=Фv/4π·r2(lx)。

例如,一個(gè)發(fā)光強度為1cd的點(diǎn)光源,均勻發(fā)出的光通量為4πlm,距離這個(gè)點(diǎn)光源1m位置的照度為1lx。距離這個(gè)點(diǎn)光源2m位置的照度則為(1/4)1x。

反之,如果已知照度E和被照面積A,也可以求出光通量Фv=EA,光通量等于照度乘以面積。如果被照面積上照度是不均勻的,可把被照面積劃分為多個(gè)小面積△A1……△An,測出每個(gè)小面積上的照度E1……En,用近似公式計算,即每個(gè)小面積與其上的照度相乘,再全相加得到光通量。

如果劃分的n個(gè)小面積其面積全相等,則:Фv=A[(E1+……+En)/n]。

這是常用的計算投影機光通量的方法,平均照度乘以投影面積。例如,如果平均照度為10001x,投影面積為3m2,簡(jiǎn)單相乘可知光通量為30001m。