標準光源有哪些性能指標?它們之間什么關(guān)系?

?標準光源對色燈箱????|???? ?2023-10-31

不同的光源由于光譜能量分布的不同,其光線(xiàn)的顏色就會(huì )存在差異,因此同一物體在不同的光源下就會(huì )有不同的顏色。CIE為了統一顏色測量的光源環(huán)境,就規定了用于顏色測量的標準光源。那么,標準光源有哪些性能指標?它們之間有什么關(guān)系?下文為大家作了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!

標準光源

標準光源的性能指標介紹:

評價(jià)標準光源的性能指標有很多,除了主要指標色溫和顯色性以外,主要還有以下幾個(gè)指標:

1.光通量

光通量是計量光源在單位時(shí)間發(fā)出來(lái)能被眼睛感知到的光量,單位為lm(流明)。表達式為:

光通量的表達式001

其中,Φv為光通量,V(λ)為視覺(jué)函數,Φe(λ)為輻射通量,Km為光譜光視效能的最大值。

2.發(fā)光強度

光源在給定方向上的單位立體角的光通量,定義為這個(gè)方向上的發(fā)光強度(cd,坎德拉)。其表達式為:

發(fā)光強度的表達式001

3.光照度

光源在單位面積上的光通量,單位為勒克斯(lux)。其表達式為:

光照度的表達式001

4.光亮度

光源在某一方向上的單位投影面積單位立體角發(fā)射的光通量為這一方向的光亮度。單位為坎德拉每平方米(cd·m2)。亮度表達式為:

亮度的表達式001

光通量和光強度的關(guān)系:

光度學(xué)中最基本的單位是發(fā)光強度,單位為坎德拉(cd),它是國際單位制中7個(gè)基本單位之一。其定義為555nm的單色輻射在給定方向上的輻射強度為1/683W·sr時(shí),在該方向上的發(fā)光強度為1cd。

光通量的單位為流明(lm),它是發(fā)光強度為1cd的均勻點(diǎn)光源在單位立體角(1sr)內發(fā)出的光通量。

如果光源為點(diǎn)光源,并且是均勻發(fā)光體,那么光強(I)與光通量(Φ)符合距離反比平方定律。距離平方反比定律來(lái)自于點(diǎn)光源向空間發(fā)射球面波的特性,即點(diǎn)光源在傳播方向某點(diǎn)的輻照度與該點(diǎn)到點(diǎn)光源的距離平方成反比。

在任一錐立體角內,假設在傳輸路徑上沒(méi)有光能損失或分束,那么點(diǎn)光源向空間發(fā)出的輻射通量是不變的。然而位于球心的均勻點(diǎn)光源所張開(kāi)的立體角所截的表面積卻和球半徑的平方成正比,這樣在球面上的輻照度就和點(diǎn)光源到該面的距離平方成反比,即:Φ=4πI。


光照度和光亮度的關(guān)系:

通俗地說(shuō),亮度是物體表面明亮的程度。對于發(fā)光體,亮度表明了它表面發(fā)光的本領(lǐng),主要與它的發(fā)光特性有關(guān);對于本身不發(fā)光的物體,它的亮度不僅與照亮它的光源的特性有關(guān),還與物體自身的表面特性有關(guān)。例如在同樣的光線(xiàn)下,反射率小的黑絲絨亮度低,反射率高的白紙亮度高。照度表明物體表面被光源照明的程度,即單位時(shí)間內投射到物體單位表面上光能量的多少。因此亮度與照度的第一個(gè)重要區別是:亮度與物體自身的表面特性有關(guān)。照度僅由光源的特性(強弱、遠近、投射角)確定,與被照明物體的表面特性無(wú)關(guān)。

亮度與照度的第二個(gè)區別是方向性。亮度是有方向的量,談?wù)撃滁c(diǎn)的亮度還必須同時(shí)指明測試或觀(guān)察的方向。例如點(diǎn)亮的手電筒從正面看比斜看亮得多,劣質(zhì)的黑板在教室的某些位置會(huì )產(chǎn)生強烈的反光。照度是無(wú)方向的量,物體上某處的照度是周?chē)h(huán)境投射到該處所有光線(xiàn)之和,無(wú)論光線(xiàn)從何方射來(lái),只要投射到物體上的光能量相同,對照度的影響都相同。


光強度和光照度的關(guān)系:

發(fā)光強度和照度之間存在一定的關(guān)系,發(fā)光強度是指光源發(fā)出的光強,而照度則是指光源發(fā)出的光在某一方向上的光強。發(fā)光強度是指光強度的大小,而照度則是指光強度的分布。發(fā)光強度越大,照度也越大,反之亦然。因此,發(fā)光強度和照度之間的關(guān)系是相互影響的,一個(gè)影響另一個(gè)。

此外,發(fā)光強度和照度也受到發(fā)光物體的形狀和大小的影響。發(fā)光物體的形狀越復雜,發(fā)光強度和照度的差異越大;發(fā)光物體的大小越大,發(fā)光強度和照度也越大。

發(fā)光強度和照度之間存在一定的關(guān)系,發(fā)光強度越大,照度也越大,發(fā)光物體的形狀和大小也會(huì )影響發(fā)光強度和照度。