图解照度、光通量与光强的关系

（完整版）光强、光亮、光照、光通量之间的关系光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、光通量、光照度、光亮度的概念区分图是MARTIN KLAASEN先生手绘的图上黄色灯泡散发的各个角度的光的总和即为为光通量（注意这是一个能量概念），它的单位是流明lm(lumen)，可以假想将此灯泡放在一个密闭的球体内然后点亮，那么这个球体的内表面所接受到的整体的光照能量，就是这个灯泡的光通量，如果这个灯泡的光强是1cd(坎德拉），球体的接收到的光通量为1lm，也就是说这个灯泡的光通量为1流明，光通量为可测量值。

衡量一个灯到底能发多少光是用流明的概念，一个流明越高的灯其所发散出来的光也就越多。

这就与我们的常识相关了，一个100瓦的灯泡要比45瓦的亮很多，其实也就是灯的功率越大，其流明也越高，而南华机电的工程师的很大一部分工作就在于要采用更小的功率发散出更多流明的光。

在这一点上，有优秀水平的同行可以用200瓦不到的LED光源制作出超越400瓦传统灯具的新款灯具。

图上红色线条图示的是光强度（注意这是一个强度概念），是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量，它的单位是坎德拉cd(candela)。

直白说发光强度是描述了光源到底有多亮，由于光也是一种能量，那么从一个特定角度，不同的光源发射过来的能量是不同的，我们就用光强来衡量这些不同。

例如我们点亮这个黄色灯泡，我们在一个水平的角度所能看到的就是这个灯泡的光强。

光强的公式为I=F/Ω，其中F为光通量，单位是流明，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,也就是说光通量在某个角度的平均数值。

南华机电中光强的航空灯LM401在白天能够发出20000cd的光，不过特别标注是在垂直发光角零度上，就是这个原因。

此概念与压强的概念相似，其描述的是一个强度概念。

光照度是描述落在某个表面上的光的总和，图上的surface承载的部分就是，它的单位是勒克斯lx(Lux)，光照度可用照度计直接测量。

被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯，习称“烛光米”。

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：名称单位符号定义光强cd I=F/ Ω光源在指定方向的单位立体角内发出的度光通量。

坎德拉(Candela)光亮cd/m2 表示发光面明亮程度的，指发光表面在指度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。

光通lm F 单位时间里通过某一面积的光能，称为通量过这一面积的辐射能通量。

流明(Lumen) 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。

为表明光强和光通量的关系，发光强度为1cd 的点光源在单位立体角（ 1 球面度）内发出的光通量为 1lm。

光照lx 被光均匀照射的物体，距离该光源 1 米处，度在 1m2面积上得到的光通量是 1lm 时，它勒克斯的照度是 1lux 。

(Lux) 习称“烛光米”。

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：名称单位符号定义光强cd I=F/ Ω光源在指定方向的单位立体角内发出的度光通量。

坎德拉(Candela)光亮cd/m2 表示发光面明亮程度的，指发光表面在指度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。

光通lm F 单位时间里通过某一面积的光能，称为通量过这一面积的辐射能通量。

流明(Lumen) 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。

为表明光强和光通量的关系，发光强度为1cd 的点光源在单位立体角（ 1 球面度）内发出的光通量为 1lm。

光照lx 被光均匀照射的物体，距离该光源 1 米处，度在 1m2面积上得到的光通量是 1lm 时，它勒克斯的照度是 1lux 。

(Lux) 习称“烛光米”。

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 。

光强度勒克司光通量光照度光亮度概念00光强度(luminousintensity)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.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.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(luminousintensity)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(luminousflus)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(reflectancefactor)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(reflectionlight)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.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.亮度是指发光物体表面发光强弱的物理量称为亮度(luminace),物理学上用L表示,单位为坎德拉每平方米或称平方烛光cd/m2cd/m2---坎德拉/每平方米,是发光强度的单位,值越大越亮坎德拉candela发光强度的单位.代号cd.是一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出频率为540×10的12次方赫兹的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度.发光强度单位最初是用蜡烛来定义的,单位为烛光.1948年第九届国际计量大会上决定采用处于铂凝固点温度的黑体作为发光强度的基准,同时定名为坎德拉,曾一度称为新烛光.1967年第十三届国际计量大会又对坎德拉作了更加严密的定义.由于用该定义复现的坎德拉误差较大,1979年第十六届国际计量大会决定采用现行的新定义。

光通量与照度的关系集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]光通量（lm）由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单位----光通量来衡量。

光通量的用符号Φ表示，单位为流明（lm）。

照度单位（lux）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：1Lux=1Lm/m2关系：1lux=1lm/平方米=1cd ×sr/平方米换算关系光通量。

用Φ表示，单位为流明(Lm)。

照度，用E表示，单位勒克司(Lx)E=Φ/SΦ－光通量(Lm)S－受照面积(㎡)1勒克斯=1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度1流明=发光强度为1坎德拉的点光源，在单位立体角内发射的光通量1勒克斯=发光强度为1坎德拉的点光源在半径为1米的球面上产生的光照度什么是坎德拉（Candela，cd）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或1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1坎德拉（Candela，简写cd）。

什么是流明（Lumen，lm）发光强度为1坎德拉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（Lumen，简写lm）。

什么是照度勒克斯（Lux,lx）光照度可用照度计直接测量。

光照度的单位是勒克斯，是英文Lux的音译，也可写为lx。

被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯（Lux，简写lx）。

注：一般情况下，同类型的灯的功率越高，光通量也越大。

各种类型灯的光通量参见说明书。

同一场所光通亮高的光源照度必然是高的，但光通量与照度没有必然的联系。

照度和光强的关系1. 引言照度和光强是描述光线强度的两个重要概念。

照度是指单位面积上的光通量，而光强是指单位立体角内的光通量。

本文将深入探讨照度和光强之间的关系，介绍它们的定义、计算方法以及应用领域。

2. 照度和光强的定义2.1 照度照度（Illuminance）是指单位面积上接收到的光通量，通常用勒克斯（Lux）来表示，其定义为：E=ΦA其中，E代表照度，Φ代表通过某个表面单位时间内通过的总光通量，A代表该表面的面积。

2.2 光强光强（Luminous Intensity）是指单位立体角内辐射或透射出去的总光通量，通常用坎德拉（Candela）来表示，其定义为：I=ΦΩ其中，I代表光强，Φ代表通过某个立体角单位时间内通过的总光通量，Ω代表该立体角。

3. 照度和光强的计算方法3.1 照度的计算方法照度可以通过测量光通量和表面面积来计算。

光通量的测量可以使用辐射度计或光度计，而表面面积的测量可以使用直尺或仪器进行。

例如，如果我们知道某个区域的光通量为1000流明，表面面积为10平方米，则该区域的照度为：E=100010=100勒克斯3.2 光强的计算方法光强可以通过测量光通量和立体角来计算。

光通量的测量同样可以使用辐射度计或光度计，而立体角的测量可以使用天文仪器或特定装置。

例如，如果我们知道某个立体角内通过的总光通量为500流明，该立体角为0.5球面立体角，则该区域的光强为：I=5000.5=1000坎德拉4. 照度和光强在实际应用中的意义照度和光强在许多领域中都有重要应用。

4.1 照明设计在照明设计中，照度是一个重要参数。

通过合理地控制照度，可以实现舒适的视觉环境。

例如，在办公室中，适当的照度可以提高员工的工作效率和舒适感。

4.2 光学仪器在光学仪器中，光强是一个关键指标。

例如，在显微镜中，光强的大小直接影响到观察样本的清晰度和细节。

4.3 摄影与摄像在摄影和摄像领域，照度和光强也起着重要作用。

光通量、发光强度、照度、亮度、色温等概念0、前言光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱），它只是电磁波谱上的一段频谱（波长为380-780nm）。

光是由一种称为光子的基本粒子组成，具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性。

衡量灯具发出的光的主要参数有色温、照度、亮度、光通量、显色性、发光效率和发光强度。

光度学与光相关的常用量有4个：光通量、发光强度、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。

评价LED质量还有另外3个直指标：显色性、色温和光效。

1、光通量（F，Flux），单位流明（lm）。

（是光源的固有属性，是单位时间内光源辐射的总能量,即光功率）定义：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量解释：同样，这个量是对光源而言，是描述光源发光总量的大小的，与光功率等价。

光源的光通量越大，则发出的光线越多对于各向同性的光（即光源的光线向四面八方以相同的密度发射），则F =4πI。

也就是说，若光源的I为1cd，则总光通量为4π=12.56lm。

与力学的单位比较，光通量相当于压力，而发光强度相当于压强。

要想被照射点看起来更亮，我们不仅要提高光通量，而且要增大会聚的手段，实际上就是减少面积，这样才能得到更大的强度。

要知道，光通量也是人为量，对于其它动物可能就不一样的，更不是完全自然的东西，因为这种定义完全是根据人眼对光的响应而来的。

2、发光强度（I，Intensity），单位坎德拉（cd）。

（是点光源的固有属性，表征光线的汇聚能力）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)，表示光源在某球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角）内发射出1lm的光通量。

1cd=1lm/1sr（sr-----立体角的球面度单位）。

1cd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或1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1坎德拉（Candela，简写cd）。