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光度学的基本单位
光度学的基本单位有：
1. 光通量：用于描述光源发出光的总量，单位是流明(lm)。
2. 发光强度：描述光源在特定方向上单位立体角内发出的光通量，单位是坎德拉(cd)。
3. 亮度：描述物体在特定方向上单位面积内的光通量，单位是尼特(nit)。
4. 照度：描述被照物体在特定表面上单位面积接受到的光通量，单位是勒克斯(lx)。
此外，光度学中还有一些其他常用的量和单位，如光谱光通量、光谱发光强度、光谱亮度、光谱照度等。
这些量和单位的定义和使用方法与上述基本单位类似。
最近大家都学习了光度学，其中光通量、发光强度、亮度和照度等几个概念可能比较难以被理解！现在我想跟大家分享一下自己的看法！1.光通量是为单位时间内通过单位面积的光能量。
光通量可以理解为能流密度；以机械波的能量观点去理解可能直观。
2.只要是类流体的物理量实在的通量都可以从以上这个角度去理解。
因为，研究电磁波其中很大的一个部分就是研究它们的能量分布和传播问题。
3.发光强度的定义书上有。
这里要说的是，它也是从能量的角度去考察光源的。
只是它给了光源一个空间上的范围限制。
4.与发光强度一样，亮度也是用来衡量光源的能量。
但发光强度侧重于强调光源的明亮程度（带有主观色彩，因为涉及到了光通量）和观察的角度。
对同一个光源的同一个面元，从不同角度进行观察，所得到的亮暗程度是不同。
所以分析具体问题的时候，一点要注意对角度的分析。
5.照度是与亮度相对的一个物理量。
因为照度的对象是被照物，而亮度的对象是光源。
对与光源与被照物的关系，这里是通过光通量来体现的。
也就是说，发光面元所发出的光通量与被罩面元所接收的光通量是相同。
所以，在计算照度时，光通量可以直接计算光源的。
但同样是非常需要注意的是，发光面元与被照面元的方向关系（具体可以参照书上的例图）。
6.照度定义中的那个单位面积一定是被罩物的。
千万别弄错！最后，我想要比较深入的认识这几个物理量需要弄清楚这几个量的内在联系以及每个物理量的对象是什么和要说明哪个方面的问题，这样就会比较方便理解它们。
希望有时间大家可以一齐讨论一下！！！发光强度发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光，支光。
1cd是指单色光源（频率540X10ˇ12HZ，波长0.550微米）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度））的单位立体角内发出的发光强度。
（球面度是一个立体角，其定点位于球心，而他在球面上所截取的面积等于以球的半径为边长的正方形面积）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 。
1.阐述光度学中几个重要概念（光通量、发光强度、发光亮度与照度）的定义、意义及单位，并讨论光度学与辐射度学的异同。
答：光通量：○1定义：单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。
○2意义：用以衡量按照国际规定的标准人眼视觉特性评价的辐射通量的导出量的多少。
○3单位：（流明）。
发光强度：○1定义：在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）（瓦特/球面度））的单位立体角发出的光通量。
○2意义：用以衡量光场中某点的光强指的是通过该点的平均能流密度的大小。
○3单位：（坎德拉）。
发光亮度：○1定义：人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度。
○2意义：用以衡量是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。
○3单位：（坎德拉立方米）。
照度：○1定义：单位面积上所接受可见光的光通量。
○2意义：用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。
○3单位：（勒克斯）。
光度学与辐射度学的异同：相同点：○1研究对象相同：都是光学辐射，且多数为非相干辐射。
○2知识基础相近：都是应用光学的分支。
不同点：○1研究范围不同：辐射度学研究范围为整个电磁辐射谱区；光度学只处理人眼可感知的光，即可见光，波长范围为380～780nm纳米。
○2角标不同：辐射度参量一般用下脚标e表示；光度学参量则用下脚标v表示。
○3常用的度量不同：具体内容见下图。
2.试解释为什么鸡、狗等白天生活的动物在黑夜中看不见物体，而猫头鹰、老鼠等黑夜生活的动物却能看到物体。
答：鸡狗的视觉细胞中杆状细胞较少，由于杆状细胞的特点是感光灵敏度高，在暗场所起主要作用，所以她们在黑夜中很难看见物体；而猫头鹰、老鼠的杆状细胞相对多而发达，故能在黑暗中看见物体。
3.通过查阅资料（课本中表1-3），试计算波长分别为440nm，500nm，以及520nm的单色光在色度图上的坐标。
0、前言经常发现一些爱好者对对光度学的一些基本概念比较模糊，比如到底什么是亮度？衡量亮度的单位是什么？如何测量亮度？本文将试图以不失严格性的情况下尽量通俗的回答这些问题，因此，文中列举了大量的例子，同时给出四个量之间的关系和转换算法，这也是大多数光学书里所没有的。
光度学与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度（I、Intensity），单位坎德拉，即cd。
定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。
因此，购买LED的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。
另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm 的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。
之所以用发光强度来表示手电或LED，是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。
话说光度/色度一. 光度/色度量的概述1.基本内容现实生活的需要:感觉器官:眼睛;感觉:亮暗和颜色;个人感觉和工作能力:眼睛(舒适和长时期工作:看书﹑运/移动)----光度;个人感觉和产品/目标的表示: :眼睛(显示差别和质量)----色度度量的重要性,如长度﹑重量一样,光的度量指标就是对光的度量的物理量.十分重要:可对产品分类﹑可比较产品间的差异﹑可对应用场所的照明要求下定义﹑可制订有关标准.特点:抽象:看得见,摸不到,需要想象和理解.测量:困难,仪器昂贵,经常需要校正.复杂的基准器导致校正困难.2.光度/色度学的一些内容与照明中的一些联系1)照明电器产品的质量评价:光源产品:发光效率﹑光能量﹑光衰﹑光色和光强分布.灯具产品:灯具效率(效能) ﹑光强分布﹑利用系数.光源电器产品: 流明系数.2)照明场所的质量评价:工作面上的光照情况(光照的能量和方向)眼睛的感觉情况:眩光﹑光色.3)能耗指标:使用场所单位面积上的功率密度3.主动的量和被动的量主动发光的量:描述发光体的量.光通量﹑光强﹑亮度﹑色度指标.被动发光的量:描述反光体的量.照度﹑出光度/光通量﹑光强﹑亮度﹑色度指标.二. 光度量的基本定义1.光通量(Φ):表示人眼可感知到的光功率能(动能﹑势能)---辐射能---看得见的辐射能(光能) ---眼睛觉察出的光能功率(能与时间):单位:瓦(W)---辐射功率(辐射能与时间)---光功率(觉察出的光能与时间:光瓦)衡量方法:人眼中视觉细胞的光谱灵敏度v(λ)和v’(λ)与发光体发出的光谱联合作用后的结果.定义和使用单位:流明(光瓦)用lm表示:1W555nm波长的黄绿光是683流明(反过来,1流明就是1/684W的555nm波长的黄绿光.举例:白炽灯15W,100lm,14WT5荧光灯1200 lm.1WLED60lm.2.光强(发光强度)(I) :表示被照面上可感觉到的光形立体角(方向性的度量):一点向空间中某个方向上的集聚的程度, 某个方向上的集聚可用包围该点的圆锥体球面上的面积S表示与球面的半径表示,在数值用立体角表示.立体角(ω)的表示: 某个方向上包围该点的圆锥体球面上的面积S除以球体半径r的平方表示, 即立体角(ω)=S/r2, ω=1称1个球面度.例如:全空间是4π(球包围球心点,球表面积= 4πr2,∴4πr2/ r2=4π);半空间是2π)光通量的方向性的重要性:衡量方法:单位立体角内的光通量:I=Φ/ω定义和使用单位:一个立体角内1流明为1cd.(1cd=1lm/1Sr).也称1坎特拉, 1烛光..举例:探照灯达107 cd.T8卤粉36W荧光灯垂直轴线上的光强:260 cd.左右,三基色粉:约330 cd.400HPS垂直轴线上的光强:500 cd.左右,1WLED白光余弦分布的16 cd.左右.3.亮度(L):表示可感觉到发光体的光刺激(仅指亮暗)表示发出的光通量与发光面积关系的一个量.衡量方法: 单位投影面积上发出的光强.曲面和投影面积的区别:人眼看曲面只能看到一个投影面.定义和使用单位(L): 一个m2面积的均匀发光面上发出1 cd.的光强的话,它的亮度是1 cd/ 1m2, 1 cd/ m2,称1 cd/ m2或1尼特,1nt.由此可知,1 cd/ cm2=10000 cd/ m2,举例:T8卤粉荧光管长 1.2m.直径26mm,投影面积:1.2χ26mm=0.0312 m2, ∴平均亮度L=260lm/0.0312 m2=6923 cd/ m2.T5:荧光管长 1.15m.直径16mm,投影面积:1.15χ16mm=0.0184 m2, ∴平均亮度L=260lm/0.0184 m2=14130 cd/ m2.CFL:约40000 cd/ m2.1WLED:16 cd/ 1mmχ1mm=1.6χ167 cd/ m2.HID: 3-6χ166 cd/ m2.拓展:作为照明标准上的衡量的量.最高级别的机动车道路的平均亮度2 cd/ m2.作为计算光学系统光强分布需用到光源亮度L﹑反射率ρ和闪亮面积S:I=LχρχS.4.出光度(M):一个被动发光体发出光线多少的客观物理量.除光源外,白天世界里的万物都是亮的,晚上都是暗的.它们不是发光体.它们的亮光来自其表面对接受光线的反射.即被动发光.表示被照明面上反射(发出)的光通量的一个量.衡量方法: M=入射光通量(Φ)χ表面反射率(ρ)= Φχρ.某表面上的照度χ该表面反射率就是该表面的出光度M .使用单位: 每平方m发出的流明.举例:办公室500lx,表示每m2接受500lm的光通量.一个白纸的反射率ρ=0.75,则M=500χ0.75=375lm/ m2. 旁边的桌面ρ=0.3,M=150 lm/ m2.∴同样的照度产生的出光度是不同的.5.照度(E):一个客观物理量,指受照体上接收多少光的物理量.表示被照面上接受光通量情况的一个量.衡量出光度的最重要的量.衡量方法:被照面积上投射来的光通量.定义和使用单位:单位面积有接收的光通量.E=1 lm/ m2称1勒克斯(lx).举例:不同的工作需要不同的照度:办公室:办公桌水平照度500lx,教室课桌面上300lx;足球场:国际比赛对准摄像机表面上的照度(垂直照度)1200 lx;行人:垂直照度4 lx;拓展: 根据实际需要,光的落脚点不同,有的在水平面上,有的在垂直面上,有的在柱体的表面上,有的在半个柱体的表面上,有的在球体上上,分别称为:水平照度,垂直照度,柱面照度,半柱面照度和球面照度.视不同场合的照明对象需要而定.三. 光度量之间的计算1.需要计算的情况说明设计时要计算1)从照度(E)计算被照体的亮度(L)对等亮度面（余弦辐射体）的亮度L：L =M/π=Eχρ/π例如：外墙照明的照度值是50 lx，ρ=0。
