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光通量單位流明詳細解釋

星之球激光 來源:華強led網2012-04-12 我要評論(0 )   

流明,光通量的單位。發光強度為(wei) 1坎德拉(cd)的點光源,在單位立體(ti) 角(1球麵度)內(nei) 發出的光通量為(wei) 1流明,英文縮寫(xie) (lm)。 名稱定義(yi) 所謂的流明簡單來說,就是指蠟燭一燭光...

        流明,光通量的單位。發光強度為(wei) 1坎德拉(cd)的點光源,在單位立體(ti) 角(1球麵度)內(nei) 發出的光通量為(wei) “1流明”,英文縮寫(xie) (lm)。

名稱定義(yi)

       所謂的流明簡單來說,就是指蠟燭一燭光在一公尺以外的所顯現出的亮度.一個(ge) 普通40瓦的白熾燈泡,其發光效率大約是每瓦10流明,因此可以發出400流明的光. 40瓦的白熾燈220伏時,光通量為(wei) 340流明。光通量是描述單位時間內(nei) 光源輻射產(chan) 生視覺響應強弱的能力,單位是流明,也叫明亮度。投影儀(yi) 表示光通量的單位是ANSI流明,ANSI流明是美國國家標準化協會(hui) 製定的測量投影儀(yi) 光通量的標準,它測量屏幕"田"字形九個(ge) 交叉點上的各點照度,乘以麵積,再求九點的平均值,即為(wei) 該投影儀(yi) 的ANSI流明。流明值越高表示越亮,明亮度越高則在投影時就不需要關(guan) 燈。 ANSI為(wei) American National Standards Institute(美國國家標準局)的縮寫(xie) 。

詳細介紹

       同樣,這個(ge) 量是對光源而言,是描述光源發光總量的大小的,與(yu) 光功率等價(jia) 。光源的光通量越大,則發出的光線越多。對於(yu) 各向同性的光(即光源的光線向四麵八方以相同的密度發射),則 F = 4πI。也就是說,若光源的I為(wei) 1cd,則總光通量為(wei) 4π =12.56 lm。與(yu) 力學的單位比較,光通量相當於(yu) 壓力,而發光強度相當於(yu) 壓強。要想被照射點看起來更亮,我們(men) 不僅(jin) 要提高光通量,而且要增大會(hui) 聚的手段,實際上就是減少麵積,這樣才能得到更大的強度。

       要知道,光通量也是人為(wei) 量,對於(yu) 其它動物可能就不一樣的,更不是完全自然的東(dong) 西,因為(wei) 這種定義(yi) 完全是根據人眼對光的響應而來的。

       人眼對不同顏色的光的感覺是不同的,此感覺決(jue) 定了光通量與(yu) 光功率的換算關(guan) 係。對於(yu) 人眼最敏感的555nm的黃綠光,1W = 683 lm,也就是說,1W的功率全部轉換成波長為(wei) 555nm的光,為(wei) 683流明。這個(ge) 是最大的光轉換效率,也是定標值,因為(wei) 人眼對555nm的光最敏感。對於(yu) 其它顏色的光,比如650nm的紅色,1W的光僅(jin) 相當於(yu) 73流明,這是因為(wei) 人眼對紅光不敏感的原因。對於(yu) 白色光,要看情況了,因為(wei) 很多不同的光譜結構的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大,光譜不同。

       至於(yu) 電光源的發光效率,是另外一個(ge) 相關(guan) 的話題,是說1W的電功率到底能轉化成多少光通量。如果全部轉換成555nm的光,那就是每瓦683流明。但如果有一半轉換成555nm的光,另一半變成熱量損失了,那效率就是每瓦341.5流明。白熾燈能達到1W=20 lm就很不錯了,其餘(yu) 的都成為(wei) 熱量或紅外線了。測量一個(ge) 不規則發光體(ti) 的光通量,要用到積分球,比較專(zhuan) 業(ye) 而複雜。

常見發光的大致效率(流明/瓦)

白熾燈,15
白色LED,80-200
日光燈,50
太陽燈,94
鈉燈,120
節能燈,60-80
LED,80-130

定義(yi) :

       1967年法國第十三屆國際計量大會(hui) 規定了以 坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為(wei) 發光強度、光亮度、光通量和光照度等的單位,為(wei) 統一工程技術中使用的光學度量單位有重要意義(yi) 。為(wei) 使您了解和使用便利,以下將有關(guan) 知識做一簡單介紹:

1. 燭光、國際燭光、坎德拉(candela)的定義(yi)

       在每平方米101325牛頓的標準大氣壓下,麵積等於(yu) 1/60平方厘米的絕對“黑體(ti) ”(即能夠吸收全部外來光線而毫無反射的理想物體(ti) ),在純鉑(Pt)凝固溫度(約2042K獲1769℃)時,沿垂直方向的發光強度為(wei) 1 坎德拉。並且,燭光、國際燭光、坎德拉 三個(ge) 概念是有區別的,不宜等同。從(cong) 數量上看,60 坎德拉等於(yu) 58.8國際燭光,亥夫納燈的1燭光等於(yu) 0.885國際燭光或0.919坎德拉。
2. 發光強度與(yu) 光亮度

       發光強度簡稱光強,國際單位是candela(坎德拉)簡寫(xie) cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體(ti) 角內(nei) 發出的光通量。光源輻射是均勻時,則光強為(wei) I=F/Ω,Ω為(wei) 立體(ti) 角,單位為(wei) 球麵度(sr),F為(wei) 光通量,單位是流明,對於(yu) 點光源由I=F/4 。光亮度是表示發光麵明亮程度的,指發光表麵在指定方向的發光強度與(yu) 垂直且指定方向的發光麵的麵積之比,單位是坎德拉/平方米。對於(yu) 一個(ge) 漫散射麵,盡管各個(ge) 方向的光強和光通量不同,但各個(ge) 方向的亮度都是相等的。電視機的熒光屏就是近似於(yu) 這樣的漫散射麵,所以從(cong) 各個(ge) 方向上觀看圖像,都有相同的亮度感。

3. 光通量與(yu) 流明

       光源所發出的光能是向所有方向輻射的,對於(yu) 在單位時間裏通過某一麵積的光能,稱為(wei) 通過這一麵積的輻射能通量。各色光的頻率不同,眼睛對各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的輻射能通量相等,在視覺上並不能產(chan) 生相同的明亮程度,在各色光中,黃、綠色光能激起最大的明亮感覺。如果用綠色光作水準,令它的光通量等於(yu) 輻射能通量,則對其它色光來說,激起明亮感覺的本領比綠色光為(wei) 小,光通量也小於(yu) 輻射能通量。光通量的單位是流明,是英文lumen的音譯,簡寫(xie) 為(wei) lm。絕對黑體(ti) 在鉑的凝固溫度下,從(cong) 5.305*102;麵積上輻射出來的光通量為(wei) 1lm。為(wei) 表明光強和光通量的關(guan) 係,發光強度為(wei) 1坎德拉的點光源在單位立體(ti) 角(1球麵度)內(nei) 發出的光通量為(wei) 1流明。一隻40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。

4. 光照度與(yu) 勒克斯

       光照度可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯,是英文lux的音譯,也可寫(xie) 為(wei) lx。被光均勻照射的物體(ti) ,在1平方米麵積上得到的光通量是1流明時,它的照度是1勒克斯。有時為(wei) 了充分利用光源,常在光源上附加一個(ge) 反射裝置,使得某些方向能夠得到比較多的光通量,以增加這一被照麵上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。

以下是各種環境照度值:單位lux

       黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;陰天室內(nei) :5—50;陰天室外:50—500;晴天室內(nei) :100—1000;夏季中午太陽光下的照度:約為(wei) 10*9次方;閱讀書(shu) 刊時所需的照度:50—60;家用攝像機標準照度:1400。

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