光强与照度的转换公式
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光的强度、亮度、照度等概念及之间的关系1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位,为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
1.坎德拉(candela)的定义:在每平方米101325牛顿的标准大气压下,面积等于平方厘米的绝对“黑体”(即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体),在纯铂(Pt)凝固温度(约2042K获1769℃)时,沿垂直方向的发光强度为1坎德拉。
烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的,不宜等同。
从数量上看,60坎德拉等于58.8国际烛光,亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2.发光强度与光亮度:发光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时,则光强为I=F/Ω(Ω为立体角),单位为球面度(sr),F为光通量,单位是流明,对于点光源由I=F/4。
光亮度是表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有相同的亮度感。
3.光通量与流明:光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。
各色光的频率不同,眼睛对各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮程度,在各色光中,黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。
如果用绿色光作水准,令它的光通量等于辐射能通量,则对其它色光来说,激起明亮感觉的本领比绿色光为小,光通量也小于辐射能通量。
光通量的单位是流明(英文lumen)的音译简写为lm。
绝对黑体在铂的凝固温度下,从5.305×10³cm²面积上辐射出来的光通量为1lm。
光1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位,为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利,以下将有关知识做一简单介绍:1. 烛光、国际烛光、坎德拉(candela)的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下,面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”(即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体),在纯铂(Pt)凝固温度(约2042K获1769℃)时,沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且,烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的,不宜等同。
从数量上看,60 坎德拉等于58.8国际烛光,亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发强度与光亮度发光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时,则光强为I=F/Ω,Ω为立体角,单位为球面度(sr),F为光通量,单位是流明,对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值:单位cd/m²太阳:1.5*10 ;日光灯:(5—10)*10³;月光(满月):2.5*10³;黑白电视机荧光屏:120左右;彩色电视机荧光屏:80左右。
3. 光通量与流明光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。
各色光的频率不同,眼睛对各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮程度,在各色光中,黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。
光强的单位换算关系光强的单位换算关系光强(Illuminance)是指单位面积上接收到的平行光线照射的光通量(Luminous Flux)的量,即单位面积上的照度(Lux)。
在工业生产、航空航天、医疗和人造天气等领域有着广泛的应用。
然而,在不同的领域或应用中,会采用不同的计量单位。
因此,在实际应用中,需要使用光强的单位换算关系进行换算,以满足不同场合的需求。
国际单位制(SI)下,光强的基本单位是坎德拉(Candela,cd)。
坎德拉定义为一个固定方向上,单位面积内的发光强度,其符号为cd。
而对于光强的其它单位,则基于坎德拉进行定义和换算。
下面是不同光强单位之间的换算关系:1. 坎德拉(cd):国际单位制下的基本单位。
它表示在一个方向上、每秒发射的光通量在该方向上的单位立体角内(每球面弧度内)被接收到的光强。
1cd等于每立体角1球面度内发射出的光通量为1流明的光源。
2. 流明每平方米(lm/m²):也称为勒克斯(LUX),是指每平方米上接收到的发光通量为1流明的均匀照度。
1lm/m²等于每立体角1球面度内发射出的光通量为1流明的光源距离为1米时,所形成的照度。
3. 霍夫(phot,ph):它表示单位面积上接收到每秒1万流明(10000lm)的光通量的照度。
1phot等于1cm²的面积上的光强是每秒发射的光通量为1万流明的光源。
4. 亚米式英制单位制下的光强单位:英尺烛光单位(Foot-candle,fc)和欧姆式英制单位制下的光强单位:坎德拉每平方米(Candela per square meter,cd/m²)。
其中,1 fc=10.7639 lm/m²,1 cd/m²=1 lm/m²/sr。
当需要进行光强单位之间的换算时,常常需要使用到上述的换算比率。
例如,在测量一个照明系统的亮度时,可以使用流明每平方米(lm/m²)作为单位。
照度计算概述照度计算是指根据光源的亮度和距离,以及介质吸收和反射的光能衰减程度来计算特定点的光照强度的过程。
在照明工程、室内设计、植物生长等领域中,照度计算是非常重要的一项工作,可以帮助人们更好地设计和规划光照环境。
照度单位照度是描述光照强度的物理量,它的单位是勒克斯(Lux,简写为lx)。
勒克斯是一个国际单位制的衍生单位,它等于每平方米接收到的等效光功率。
对于一般的照明环境来说,常见的照度范围是1 lx到100,000 lx。
照度计算公式照度的计算公式是基于光源亮度的反射和衰减过程,可以根据下面的公式进行计算:E = (I *F * rho) / (d^2)其中,E表示照度,I表示光源的亮度,F表示光源的面积,rho表示介质的反射率,d表示光源到目标点的距离。
计算步骤根据照度计算公式,进行照度计算的步骤如下:1.获取光源的亮度(I),单位为坎德拉(cd)。
2.获取光源的面积(F),单位为平方米(m^2)。
3.获取介质的反射率(rho),介质可以是空气、墙壁、地面等,反射率为介质反射出的光线强度与入射光线强度之比。
4.获取光源到目标点的距离(d),单位为米(m)。
5.将上述参数代入照度计算公式,进行计算得到照度(E)的数值。
照度计算应用示例室内照明设计在进行室内照明设计时,照度计算可以帮助确定各个房间或区域的照明强度。
根据房间的用途和要求,可以计算出需要的照度数值,从而安排适当的照明设备和布局。
例如,对于一个办公室的照明设计,通常需要提供适宜的工作环境,同时考虑到加强区域的照度。
通过照度计算,可以确定每个工作区域的照度水平,并相应地安排照明设备。
植物灯光设计在植物生长过程中,光照是一个重要的环境因素。
为了促进植物的生长和发育,需要提供适当的光照强度。
照度计算可以帮助设计和确定植物生长灯具的光照水平。
例如,对于室内花卉的生长环境,可以使用照度计算来确定所需的光照强度,从而选择合适的植物灯具,并安排其位置和方向。
灯具配光计算夏清明所谓灯具配光,指的是灯具发光强度的空间分布,通常用若干个具有代表性的平面上,光强值随角度的变化曲线(可在极坐标系或者直角坐标系中给出)来表达,称为配光曲线。
灯具的空间光强分布由分布光度计测量得到,原始数据以光强数据表的形式给出。
本文以下所有的计算都是以光强数据表为基础而展开的。
第一部分 基本计算1.基本概念、公式光强:光源在给定方向上单位立体角内所传输的光通量。
1.1.1照度:单位面积上所接收得到的光通量。
1.1.2亮度:光源在某一方向上,单位投影面积上和单位立体角内所发出的光通量。
1.1.3 由光强、照度、亮度的定义式,可推导出两个非常重要的公式:1.1.41.1.5这两个公式在灯具配光计算中经常要用到。
公式中各参量的意义参见图1.1。
图1.12.光通量的计算设想一个闭合球面,灯具位于球心,球的半径等于分布光度计的测试距离。
将这闭合球面细分成很多环带。
图1.2如图1.2所示,介于垂直角度γ1 和γ2之间的第n个环带所对应的光通量等于1.2.1称为1.2.2 总光通量等于1.2.4 I1,I2,…I18分别为对应环带上的平均光强。
),…)图1.3以(C,γ)坐标系为例,如图1.3所示,已知光强数据表中四个点(C m,γj),(C m,γj+1),(C m+1,γj),(C m+1,γj+1),现在要求出(C,γ)点的光强值,一次插值公式如下:1.3.1我们令这里有两个常数1.3.21.3.3并且我们注意到1.3.4 令对应于一次插值公式,有代入式1.3.1,有1.3.5 同样的,有1.3.6 最终有1.3.7 这里1.3.8当然也可以反过来,先进行γ角度的插值计算,再进行C角度的插值计算,结果是一样的。
图1.4再说二次插值,如图1.4所示,要算(C,γ)点的光强值,二次插值公式如下:1.3.9同样的,令这里有三个常数按照式1.3.9,有从而1.3.10其中一般情况下,角度间隔在2.5⁰或2.5⁰以下,用一次插值即可。
亮度与照度单位换算关系(1)当光源照射在一个物体上时,我们可以测出哪是光源发射的(Lumvnance?D亮度)或哪是物体反射的(Illuminance?D照度)。
(2)照度取决于物体的反射特性。
它非常类似于照片,它测量的仅仅是反射光。
它通用的单位是勒克斯。
(3)然而,EL灯是一个光源:它应当用亮度单位来表示,也就是fL(英尺朗伯)或cd/m2,也称为“nits”。
有些工程师更倾向于用fL,而国际标准组织常用nits。
nits与fL转换的公式为:1 nits×0.2919=1 fL;和1 fL×3.426=1 nits[注;这些因数由pi(π)和m2/ft2(0.0929)导出。
(4)很明显,用勒克斯是一个不正确的单位,从勒克斯也不能转换成其它单位。
1 Lux = 1 lumen per square meter = 0.0929 footcandle 1 footcandle= 1lumen per square foot = 10.764 Lux 1 foot La mbert= 3.426 candelas per square meter ( nit) 1 nit ( candelas per square meter) = 0.2919 foot Lambert光通量光通量(Luminous flux):即一光源所放射出光能量的速率或光的流动速率(Flow arte),为说明光源发光的能力的基本量,单位为流明(Lumen)。
例如一个100瓦(W)的灯泡可产生1,750lm,而一支40 W冷白日光灯管则可产生3,150lm的光通量。
根据定义,1lm为发光强度(l)1cd的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量。
发光强度发光强度(Luminous intensity, Candlepower):发光强度简称光度,系指从光源一个立体角(单位为sr)所放射出来的光通量,也就是光源或照明灯具所发出的光通量在空间选定方向上分布密度,单位为烛光(C andle or Candela, cd)。
光强的单位感光材料的感光度计算方法是以使感光材料产生一定密度值所需曝光量为计算依据的,而曝光量又是以烛光.米.秒或勒克司*秒为计量单位的。
曝光量的计算公式是;H(曝光量)=E(照度)×t(时间)照度与光源的发光强度(光强I)成正比:E=I(光强)×D-2(D为距离)光强的单位:(旧)烛光:又名国际烛光,国际标准照明协会(CIE)早期规定的,以特定的鲸鱼油蜡烛的单位发光强度为单位,这也是烛光一词命名的由来。
显然,当时主要是以光源的亮度为依据的(亮度的定义是:单位面积发光体的光强)。
(新)烛光,法定名称坎德拉candela.cd,CIE(1942)定义为一平方厘米绝对黑体在金属铂的凝固温度(2045K)时发光强度的六十分之一,这个规定既确定了其亮度,又确定了其色温。
新烛光=0.981旧烛光1979年,CIE又对坎德拉规定了新的标准:定义频率为540×1012Hz(即波长555nm)的单色光源每单位立体角(1个球面度)辐射能为1/683W时的发光强度。
这个定义把光强单位和能量绝对单位联系起来了,含义覆盖面更广了。
特别规定单色光源的波长,进一步把光的波长和机械能与亮度和光强联系起来。
在通常的感光测定工作中,都采用白光作为感光仪的光源和施照光,严格规定其色温和光强,并以烛光为光强单位,以勒克司lx为照度单位,以lx*s为曝光量单位,并以这些单位为基础的数据评价照相性能,计算感光材料的感光度,这无疑是很实用的常规方法。
这个方法检测的数据和通常感光材料在应用时的实用性能是一致的,但是这仅适用于在实际应用时用白光曝光的感光材料。
对于实际应用时,用红外线或紫外线曝光的感光材料,或只对可见光谱中某个范围曝光的感光材料,则必须采用红外线、紫外线或特定光谱成分色光作为感光测定曝光时的施照光,才能反映其在实际应用时的性能。
若尚采用白光作为感光测定时曝光的施照光,则根本不能反映这类感光材料的实用性能。
光1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位,为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利,以下将有关知识做一简单介绍:1. 烛光、国际烛光、坎德拉(candela)的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下,面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”(即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体),在纯铂(Pt)凝固温度(约2042K获1769℃)时,沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且,烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的,不宜等同。
从数量上看,60 坎德拉等于国际烛光,亥夫纳灯的1烛光等于国际烛光或坎德拉。
2. 发强度与光亮度发光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时,则光强为I=F/Ω,Ω为立体角,单位为球面度(sr),F为光通量,单位是流明,对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值:单位cd/m²太阳:*10 ;日光灯:(5—10)*10³;月光(满月):*10³;黑白电视机荧光屏:120左右;彩色电视机荧光屏:80左右。
3. 光通量与流明光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。
各色光的频率不同,眼睛对各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮程度,在各色光中,黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。
灯具配光计算夏清明所谓灯具配光,指的是灯具发光强度的空间分布,通常用若干个具有代表性的平面上,光强值随角度的变化曲线(可在极坐标系或者直角坐标系中给出)来表达,称为配光曲线。
灯具的空间光强分布由分布光度计测量得到,原始数据以光强数据表的形式给出。
本文以下所有的计算都是以光强数据表为基础而展开的。
第一部分 基本计算1.基本概念、公式光强:光源在给定方向上单位立体角内所传输的光通量。
1.1.1照度:单位面积上所接收得到的光通量。
1.1.2亮度:光源在某一方向上,单位投影面积上和单位立体角内所发出的光通量。
1.1.3 由光强、照度、亮度的定义式,可推导出两个非常重要的公式:1.1.41.1.5这两个公式在灯具配光计算中经常要用到。
公式中各参量的意义参见图1.1。
图1.12.光通量的计算设想一个闭合球面,灯具位于球心,球的半径等于分布光度计的测试距离。
将这闭合球面细分成很多环带。
图1.2如图1.2所示,介于垂直角度γ1 和γ2之间的第n个环带所对应的光通量等于1.2.1称为环带系数,简称ZF。
介于水平角度C1,C2,垂直角度γ1,γ2之间的区域,其所对应的环带系数为1.2.2总光通量等于n为环带数。
1.2.3 例如,我们每隔10⁰分割一个环带,总共应该分割出18个环带,总光通量等于1.2.4I1,I2,…I18分别为对应环带上的平均光强。
),…)如果只计算垂直角度0⁰到90⁰区间的光通量,即为灯具的下射光通量,总光通量减去下射光通量,即为灯具的上射光通量。
到底将整个球面分割成多少个环带,取决于灯具的配光。
如果光强随角度变化剧烈,环带数应该多一些,比如每隔2⁰划分一个环带。
其他情况角度间隔可以适当大一些,5⁰或者10⁰就可以了。
事实上,光通量的计算思路就是把整个球面分割成若干区域(划分的细密程度取决于你想要达到的精度),落到每一小块上的光通量等于这一小块上的平均光强乘以相应的环带系数,所有区域上的光通量累加求和,得到灯具总光通量。
发光强度I:坎德拉,简称“坎”,cd光亮度L:坎德拉/平方米,cd/㎡光通量Φ:流明,lm光照度E:勒克斯,lux光亮度和光照度之间的关系为:L=R×E(式中L为光亮度,R为反射系数,E为光照度)勒克斯:照度的国际单位,又称米烛光。
1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度,就是一勒克斯。
可以标作勒[克斯],简称勒。
英为lux,简作lx 。
勒克斯是引出单位,由流明(lm)引出。
流明则由标准单位坎德拉(cd)引出。
勒克斯是照度单位,照度是反映光照强度的一种单位,其物理意义是照射到单位面积上的光通量,照度的单位是每平方米的流明(Lm)数,也叫做勒克斯(Lux),即:确1Lux=1Lm/m2关系:1lux=1lm/m2=1cd×sr/m2米烛光是表示光照强度大小的单位名称。
它是以一个国际烛光的点光源为中心,以一米为半径所做的球面上的照度,是光照强度的测量单位。
即一支点燃的蜡烛,在距被照射物体一米远的距离上投射在该物体上的光的亮度为一米烛光,或叫勒克斯。
流明,光通量的单位。
发光强度为1坎德拉(cd)的点光源,在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为“1流明”,英文缩写lm常见发光的大致效率(流明/瓦):白炽灯:15 白色LED:80-200 日光灯:50 太阳灯:94 钠灯:120 节能灯:60-80 LED:80-130光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力,单位是流明,也叫明亮度。
光亮度是表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。
对于一个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。
电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有相同的亮度感。
空间利用系数:工作面或其他规定的参考面上,直线或经相互反射接受的光通量与照明装置全部灯具发射的额定光通量总之比。
第二章光强和照度的测量§2-1光强基准与光强标准灯•作为光强单位的基准器应满足的条件:1.具有一定的强度和光谱功率分布2.具有很好的重复性,长时间点燃其光强数值保持不变3.制备及使用方便光强基准基本单位的演变历史:1.早期基准:蜡烛→卡塞尔灯(1800年)→尖头钠灯(1884-1940年)2.白炽体基准和“小数”基准3.临时“国际烛光”4.黑体基准和新烛光5.新烛光变成坎德拉6.坎德拉的新定义:光源发出频率为540×1012H z单色辐射,在给定方向上的辐射强度为1/683w/S r时,其光强为1坎德拉(c d)•光强基准(次级基准)—副基准灯和工作基准灯组成1.次级基准的作用:由副基准灯保存量值,再通过工作基准灯向下进行量值传递2.我国选用光强标准灯系列中的B D Q7和B D Q8作为副级基准灯和工作基准灯3.光强标准灯的形状:圆柱形、正圆锥形、斜圆锥形、圆球形等我国采用圆球形4.作为标准灯的首要条件是:稳定性要好—即每次燃点时应保持同样的光强真空泡量值波动为:±(0.2-0.5)%充气泡量值波动为:±(0.4-1)%5.光强标准灯的使用及其要求:①灯泡质量要好:泡壳应无色透明,无泛碱、发雾和波纹、气泡等缺陷,发光要稳定(注:新制标准灯发光不稳定应老练到全寿命的10%,通常是在高于工作电压的5%,老练50-80小时)②供电电源精度高(稳定性好—常用直流供电电源)③标准灯点燃时应逐渐点亮,在稳定电流(电压)下预热真空泡5分钟左右,充气泡预热10分钟左右,待发光稳定后再开始测量④测量时应经常更换极性(每小时换一次)。
标准灯在使用30-60小时后,要用上一级标准灯重新定标,若使用时间少于这个值,经一年后应重新定标§2-2目视法测光强光度学测光强方法:目视法(主观测量法)光电法(客观测量法)•目视光度计的制作原理:目视法主要利用人的眼睛对光敏感强,它能精确判断相邻二个表面的亮度是否相同。
图解照度、光通量、光强之间的关系
光通量是表示光源整体亮度的指标。
单位为lm(流明)。
在表示照明光源的明亮程度时经常使用。
是参考人眼的灵敏度(视觉灵敏度)来表示光源放射光亮度的物理量。
具体数值为各向同性的发光强度为1cd(堪德拉)的光源在1sr(立体弧度)的立体角内放射的光通量为1lm。
此处的sr为立体角的单位,表示从球面向球心截取的面积为半径(r)的2次方(r2)的圆锥体的顶角。
光通量是表示光源整体亮度的指标。
单位为lm(流明)。
多在表示显示用LED等的眩光时使用。
其定义为:发射540×1012Hz(波长555nm)频率单色光,在指定方向的光线发射强度为1/683W/sr的光源,在该方向的光强就定义为1cd。
亮度是表示从光源及反射面和透射面等二次光源向观测者发出的光的强度指标。
单位为cd/m2。
与光通量一样,是结合人眼的灵敏度表示的物理量。
大多在表示液晶面板和PDP等显示器画面的亮度时使用。
照度是表示照射到平面上的光的亮度指标。
单位为lx(勒克司),有时也标记为
lm/m2。
是指光源射向平面状物体的光通量中,每单位面积的光通量。
用于比较照明器具照射到平面上的明亮程度。
光通量、光强、亮度和照度的关系简单归纳如下:光通量除以单位立体角等于光强;光通量除以单位面积等于照度,光强除以单位面积等于亮度。
光源流明转换照度计算公式在照明工程中,照度是一个非常重要的参数,它用来描述照明光源对物体表面的照射强度。
照度的计量单位是勒克斯(lux),它表示每平方米受到的光照强度。
而光源的流明数则表示光源本身的发光强度。
在实际的照明设计中,我们经常需要根据光源的流明数来计算照度,这就需要用到光源流明转换照度计算公式。
光源流明转换照度计算公式可以用来帮助我们快速准确地计算照度,从而指导照明工程的设计和实施。
下面我们将介绍光源流明转换照度计算公式的推导和应用。
首先,我们需要了解一些基本的概念。
光源的流明数表示光源发出的总光通量,它的计量单位是流明(lm)。
而照度则表示单位面积上受到的光照强度,它的计量单位是勒克斯(lux)。
照度和光源的流明数之间的关系可以用以下公式表示:E = Φ / A。
其中,E表示照度,Φ表示光源的流明数,A表示照射面积。
这个公式告诉我们,照度和光源的流明数成正比,照射面积越大,照度就越小。
这也意味着,如果我们知道了光源的流明数和照射面积,就可以通过这个公式来计算照度。
在实际的照明设计中,我们通常会遇到这样的问题,给定一个光源的流明数和照射面积,需要计算出照度。
这时,我们就可以使用上面的公式来进行计算。
不过,在实际应用中,我们还可以根据具体的情况来选择合适的计算方法。
在照明工程中,我们经常会遇到一些常见的光源,比如白炽灯、荧光灯、LED灯等。
每种光源都有自己的光通量和光效,这就意味着它们的光源流明数是不同的。
因此,在计算照度时,我们需要根据具体的光源来选择合适的计算公式。
对于白炽灯、荧光灯等传统光源,它们的光效比较低,因此在计算照度时,我们需要考虑到它们的光效。
一般来说,我们可以使用以下的公式来计算照度:E = ηΦ / A。
其中,η表示光源的光效。
对于白炽灯,它的光效一般在10~20lm/W之间;而对于荧光灯,它的光效一般在50~100lm/W之间。
因此,我们可以根据具体的光源来选择合适的光效值。
光量时间光强计算公式光是一种电磁波,它在空间中传播,可以被人类眼睛感知到。
光的强度可以用光照度来表示,而光照度又可以用光强来计算。
在日常生活中,我们经常会遇到需要计算光强的情况,比如在设计照明系统、太阳能电池板的安装等领域。
本文将介绍光量、时间和光强的计算公式,希望能为读者提供一些帮助。
光量是指单位时间内通过单位面积的光能量,通常用符号Φ表示,单位是流明(lm)。
光量的计算公式为Φ = E / t,其中E表示光能量,t表示时间。
光能量的单位是焦耳(J),时间的单位是秒(s)。
光量的计算公式可以帮助我们计算单位时间内通过单位面积的光能量,从而更好地理解光的强度。
时间是光量计算中的一个重要因素,它可以影响光量的大小。
当时间增加时,光量也会增加;当时间减少时,光量也会减少。
因此,在实际应用中,我们需要根据具体情况来选择合适的时间,以便准确计算光量。
光强是指单位面积上的光量,通常用符号I表示,单位是流明/平方米(lm/m^2)。
光强的计算公式为I = Φ / A,其中Φ表示光量,A表示面积。
光强的计算公式可以帮助我们计算单位面积上的光量,从而更好地理解光的强度。
在实际应用中,我们经常需要计算光强,以便选择合适的光源和照明系统。
比如在设计室内照明系统时,我们需要根据房间的面积和用途来计算光强,从而确定需要安装的灯具数量和位置;在安装太阳能电池板时,我们需要根据太阳光的光量和面积来计算光强,从而确定需要安装的太阳能电池板的数量和位置。
除了光量、时间和光强的计算公式外,我们还需要考虑光源的光束角和距离对光强的影响。
光束角是指光源发出的光线的散射范围,它可以影响光线的强度分布;距离是指光源和照射面之间的距离,它可以影响光线的强度衰减。
因此,在实际应用中,我们还需要根据具体情况来考虑这些因素,以便更准确地计算光强。
总之,光量、时间和光强的计算公式可以帮助我们更好地理解光的强度,从而在实际应用中更准确地选择合适的光源和照明系统。
照度有关单位的转换勒克司(lux,法定符号lx)照度单位,为距离一个光强为lcd的光源,在1米处接受的照明强度,习称:烛光.米。
亦即距离该光源1米处,1平方米面积接受1lm光通量时的照度。
焦耳(joule,法定符号j)能或功的基本物理单位,等于1个牛顿(N)的力作用1米距离所作的功,或消耗的能。
1焦耳=107尔格=1瓦特.秒牛顿(Newton,法定符号N):力的单位,使1千克的质量每秒加速1米/秒的力。
1N=105dyne(达因)瓦(特)(watt,法定符号W):功率的单位,单位时间(1秒)所作的功等于1焦耳时的功率1W=1J/S; 1j=1W.s国际单位制(SIE单位制)的光度单位光度量几何学名称符号单位英文名光强度I坎德拉Candela(cd)光照度E勒克斯Lux(lx)光亮度L尼特Nit光通量φ流明Lumen(lm)与心理学关系密切的单色光单位有:1.光强度光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.2.光通量光通量(luminous flus)是由光源向各个方向射出的光功率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称lm).3.光照度光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通量,以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx).4.反射系数人们观看物体时,总是要借助于反射光,所以要经常用到"反射系数"的概念.反射系数(reflectance factor)是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比,以R表示.5.光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,即从一个表面反射出来的光通量.不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数.光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dentlight)或照度(illuminance).若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度,这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness).例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入射光量的3%.所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大.亮度和照度的关系如图6-2(a)所示,最常用的照度单位是呎烛光(footcandle).1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上接受的光通量.如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度.1米烛光等于0.0929呎烛光.从图6-2上,我们不难理解亮度和照度之间的关系,其关系为:L=R×E [公式6-1]式中L为亮度,R为反射系数,E为照度.因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推算出它的亮度.亮度也有几种度量单位.亮度的单位是用一种理想化了的标准状态来定义的(如图6-2b).以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的球体的中心位置.假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表面一平方公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen).实际应用中,亮度单位用流明太小了,所以通常取其十倍的单位——毫朗伯(millilambert)来表示.比毫朗伯稍大的单位是呎朗伯(footlambert),1毫朗伯等于0.929呎朗伯.英国标准的呎朗伯是用光源的烛光数,从光源到表面积的英尺数和表面的反射率来规定的.在有些国家,普遍使用的是米制单位,是以毫朗伯为基础的[1毫朗伯(mL)=0.929呎朗伯(ftL)=3.183烛光/平方米(c/m2)=10阿普熙提(apostilbs)].光亮度的单位还有:坎德拉/平方米(即尼特,Nit=1cd/m2)等.多年来,感光材料的感光度计算方法是以使感光材料产生一定密度值所需曝光量为计算依据的,而曝光量又是以烛光.米.秒或勒克司*秒为计量单位的。
与照度单位换算关系度与照度单位换算关系编者按:某些EL灯的用户规定了他们所需的输出亮度,但他们好象并不都使用同样的单位。
在cd/m2(烛光/平方米)、勒克斯(LUX)和fL(foot-Lamberts英尺朗伯)之间如何进行转换?(1)当光源照射在一个物体上时,我们可以测出哪是光源发射的(Lumvnance―亮度)或哪是物体反射的(Illuminance―照度)。
(2)照度取决于物体的反射特性。
它非常类似于照片,它测量的仅仅是反射光。
它通用的单位是勒克斯。
(3)然而,LED灯是一个光源:它应当用亮度单位来表示,也就是fL(英尺朗伯)或cd/m2,也称为“nits”。
有些工程师更倾向于用fL,而国际标准组织常用nits。
nits与fL转换的公式为:1nits×0.2919=1 fL;和1 fL×3.426=1 nits[注;这些因数由pi(π)和m2/ft2(0.0929)导出。
(4)很明显,用勒克斯是一个不正确的单位,从勒克斯也不能转换成其它单位。
1 Lux = 1lumen per square meter = 0.0929 footcandle 1 footcandle= 1lumen per square foot =10.764 Lux 1 foot Lambert= 3.426 candelas per square meter ( nit) 1 nit( candelasper square meter) = 0.2919 foot Lambert光通量光通量(Luminous flux):即一光源所放射出光能量的速率或光的流动速率(Flow arte),为说明光源发光的能力的基本量,单位为流明(Lumen)。
例如一个100瓦(W)的灯泡可产生1,750lm,而一支40W冷白日光灯管则可产生3,150lm的光通量。
根据定义,1lm为发光强度(l)1cd的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量。