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[科普中国]-光功当量

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光功当量是以“流明”为单位的光通量与以瓦特为单位的“辐射通量”之间的数值转换关系1。

光功当量的简介光功当量是为了获得1流明光通量引起感觉所必需的功率1。由于人眼对不同波长的光具有不同的视觉灵敏度(相对视见率 ),而光通量是 (无量纲)与具有功率单位的辐射通量的乘积,因而光功当量亦随波长而变。对人眼最灵敏的波长为0.55微米的绿光,只要很小的辐射功率,即能引起视觉,故它的光功当量最小,1流明相当于0.001486瓦。此值的倒数 =673 流明/瓦为理想的最高光效,它是一瓦的功率可产生的最大的光通量2。对其他波长的光:1(瓦)=673 (流明)。

光学单位光强度单位光强度单位是坎德拉,1967年在法国巴黎的第13次国际度量衡会议上规定,在铂的凝固点(约2042K)和气压为101.325帕斯卡下的绝对黑体,当其面积等于1/600000平方米时,沿着法线方向所发出的光的发光强度为发光强度单位,称为1坎德拉。

光通量的单位光通量单位流明(lm)(lumen),它是1坎德拉的光源发射到单位立体角的光通量。

照度的单位照度单位是辐透,相当于1流明的光通量均匀的分布在1立方厘米的面积上时所产生的照度。为了实用的目的,有采用毫辐透和勤克斯等单位。

面发光的单位和照度单位相同。

1勤克斯相当于1流明的光通量均匀分布在1平方米的表面上所产生的照度。

1勤克斯(1X)= 辐透= 毫辐透。

亮度的单位亮度的单位是熙提,1平方厘米表面沿着它的法线方向发出1坎德拉强度的那块面积的亮度。

发光效率发光效率为光功当量的倒数称为发光效率。

光通量光通量亦称“光流”。人的眼睛所能感觉的光辐射功率,它等于单位时间的光辐射能量和相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长的光的相对视见率不同,所以不同波长的光的辐射功率相等时,其光通量并不相等。例如,当波长为0.555微米的光与波长为0.65微米的光辐射功率相等时,前者的光通量为后者的10倍。光通量的单位为流明。不计相对视见率的辐射通量单位为瓦。

视见函数人眼对不同波长的光有不同的感觉灵敏度,对黄绿色光最敏感,对红光和紫光较不敏感,对可见光之外的其他波长的辐射则不能察觉。而人眼的敏感度各人稍有差别,带有主观成分,因此,只能对大量具有正常视力的观察者的观察结果取其平均敏感度。在较明亮的环境中,人的视觉对于波长为555nm的黄绿光最为敏感。设引起相同的视觉亮度,波长在λ附近的光所需的光辐射通量为。.而波长为λ=555nm的光所需的辐射通量为将两者之比:

定义为视见函数。视见函数V(λ)和波长λ之间的关系如下图实线所示。

基于视觉神经的生理结构,人眼的视觉有白昼视觉和黄昏视觉之别,黄昏视见函数值和波长λ的关系如上图虚线所示。与白昼视觉(实线)曲线相比,它的最大值要向短波方向移动约50nm。人眼感光性能随照明条件而变化的现象是由培金野(J.E.Purkinje)发现的,故称陪金野效应3。

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学