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              光源光通量怎么理解?光源光通量與光照度什么關系?

              光源光通量怎么理解?光源的光通量指人眼所能感覺到的輻射功率,它等于單位時間內某一波段的輻射能量和該波段的相對視見率的乘積,其單位為流明lm。那么,光源光通量與光照度什么關系?光源光通量怎么測量?本文對光源參數光通量進行了介紹,對此感興趣的朋友可以了解一下!

              光通量與光照度

              光源光通量怎么理解?

              1.光源光通量的定義

              光通量Ф:度量光源在單位時間內向某立體角內輻射的相對視見率的光能量,即人眼所能感覺到的光的輻射功率(輻射能量流速率)的物理量。

              Φ=I·Ω

              即單位時間某立體角內的光輻射能量與相對視見率的乘積,亦即單位時間某立體角內各波段的輻射能量與該波段相對視見率的乘積之和。

              2.光源光通量的單位

              (1)光通量的單位為流明lm(lumen):發光強度為1cd且各方向發光強度均相同的點光源,在1球面度的單位立體角內所發射出的光通量為1流明=1坎德拉·球面度,即1lm = 1cd·sr。

              1cd點光源的總光通量為4π流明(因空間立體角共有4π球面度)。

              若光源為均勻發光體,則該光源總光通量中Φ總為:

              Φ=Ι·Ω=4π·Ι

              (2)由于人眼對不同波長之光的相對視見率不同,故此不同波長之光的輻射功率相等時,其光通量并不相等。

              例如,波長555nm與650nm之光的輻射功率相等時,前者為后者光通量的10倍。

              (3)不計相對視見率的輻射通量的單位為瓦(W)。

              若某光源僅輻射555nm波長的光能,且輻射能量為1瓦,則該光源所發出的光通量為683流明。(因1cd為1/683W/st,所以1W相當于683cd·sr即683lm)。

              顯然實際光源輻射的光譜絕非單一波長,而非555nm波長之光的視見函數又小于1,所以實際光源的光通量一般遠比683lm為小。

              光源光通量與光照度的關系:

              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光源rm處的光照度,可以設想一個以光源為中心、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,一個發光強度為1cd的點光源,均勻發出的光通量為4πlm,距離這個點光源1m位置的照度為1lx。距離這個點光源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小面積△A1……△An,測出每個小面積上的照度E1……En,用近似公式計算,即每個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,簡單相乘可知光通量為30001m。

              光源光通量怎么測量?

              光源的發光強度是光度學中的基本量,而且由發光強度可以導出其他光度量。但要表征光源的特性,單以光源的發光強度來表示是不完全的,這是因為一般光源在各個方向上的的發光強度并不一致,故只有用總光通量來說明更為合適。

              對各向同性的點光源,其光通量Φ=4πI,所以只要測得發光強度,乘以4π,即為光通量Φ。但是實際光源都有一定的尺寸,而且在各個方向上又不均勻,故不能用Ф=4πI計算得到。

              光通量的測量方法:在積分球內用已知光通量的標準燈與被測燈作比較測量,從而定出被測燈的光通量。

              用積分球測量光通量,通常采用比較法(代替法),為此需要光通量標準燈。先將標準燈(其光通量為Φs)放入積分球內,點燃后,在窗口測得的照度Es應符合下列式子:

              照度Es計算公式

              放入待測燈點然后,可測得的照度為Ec為:

              照度為Ec計算公式

              比較以上兩個式子,可得待測燈的光通量為:

              光通量計算公式

              采用比較法測量光通量可以大為減少由球壁漫反射層的不均勻性、球壁涂料和窗口材料的非中性(即涂料的漫反射比和窗口的透射比與波長有關)等因素造成的影響,但是不能消除由于標準燈的尺寸和結構與待測燈的不相同而造成的對球內壁漫射光的吸收情況不同的影響,也不能消除標準燈與待測燈的相對光譜功率分布及空間分布不同產生的影響等等,在測量時應考慮采取修正的辦法。

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