发光强度(精品)

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1、发光强度、光通量、照度、亮度的简单介绍0、前言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

2、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

3、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。特别的说，距离1m的lx就是cd值。但是，很多场合下我们需要照射面积大一些，所以只用发光强度这一特性还不能全面反应手电的能力。比如，同样的筒身，换个大头（大反光杯）则I值马上增大许多。因此，很多情况下我们用光通量（单位流明，见下）来表示手电了。以上我们说“亮”和“亮度”时带了引号，是因为这是我们常规说的亮度，并非光度学严

4、格意义上的亮度，这一单位后面会展开。常见光源发光强度（cd）：太阳，2.8E27高亮手电，100005mm超高亮LED，152、光通量（F，Flux），单位流明，即lm。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 = 4I。也就是说，若光源的I为1cd，则总光通量为4 =12.56 lm。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，

5、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。人眼对不同颜色的光的感觉是不同的，此感觉决定了光通量与光功率的换算关系。对于人眼最敏感的555nm的黄绿光，1W = 683 lm，也就是说，1W的功率全部转换成波长为555nm的光，为683流明。这个是最大的光转换效率，也是定标值，因为人眼对555nm的光最敏感。对于其它颜色的光，比如650nm的红色，1W的光仅相当于73流明，这是因为人眼对红光不敏感的原因。对于白色光，要看情况了，因为很多不同的光谱结构的光都是白色的。例如LED

6、的白光、电视上的白光以及日光就差别很大，光谱不同。至于电光源的发光效率，是另外一个相关的话题，是说1W的电功率到底能转化成多少光通量。如果全部转换成555nm的光，那就是每瓦683流明。但如果有一半转换成555nm的光，另一半变成热量损失了，那效率就是每瓦341.5流明。白炽灯能达到1W=20 lm就很不错了，其余的都成为热量或红外线了。测量一个不规则发光体的光通量，要用到积分球，比较专业而复杂。常见发光的大致效率（流明/瓦）白炽灯，15白色LED，20日光灯，50太阳，94钠灯，1203、光照度（E，Illuminance），单位勒克斯即lx（以前叫lux）。定义：1流明的光通量均匀分布在1

7、平方米表面上所产生的光照度解释：光照度是对被照地点而言的，但又与被照射物体无关。一个流明的光，均匀射到1m2的物体上，照度就是1 lx。照度的测量，用照度表，或者叫勒克斯表、lux表。事实上，照度是最容易测量的了（相对其它三个量），照度表很便宜就可以买到（几百元）。为了保护眼睛便于生活和工作，在不同场所下到底要多大的照度都有规定，例如机房不得低于200 lx。阳光下的照度是自然界里面很大的也很常见的了，为11万lx左右（自己实测）。我刚才测量了一下，房间是3.8mx6.5m，有12个20W的日光灯管，桌面照度为400勒克司。常见照度（勒克司）：阳光直射（正午）下，110,000阴天室外，100

8、0商场内，500阴天有窗室内，100普通房间灯光下，100满月照射下，0.24、亮度（L，Luminance），单位尼特，即nt。定义：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流解释：这个是最容易被误解的概念了。亮度是针对光源而言，而且不是对点光源，是对面光源而言的。无论是主动发光的还是被动（反射）发光的。亮度是一块比较小的面积看起来到底有多“亮”的意思。这个多“亮”，与取多少面积无关，但为了均匀，我们把面积取得比较小，因此才会出现“这一点的亮度”这样的说法。事实上，点光源是没有亮度概念的。另外，发光面的亮度与距离无关，但与观察者的方向有关。说一个手电很“亮”，并不是说该手电的亮度高（

9、因为手电是没有亮度概念的），而是说其发光强度大，或者是说被它照射的物体亮。说一个星星（点光源）很亮，并非是说其亮度高，而是说其星等高而已。亮度不仅取决于光源的光通量，更取决于等价发光面积和发射的会聚程度。比如激光指示器，尽管其功?苄。苫峋鄢潭确浅撸虼肆炼确浅摺?/P常见发光体的亮度（尼特）：红色激光指示器，20,000,000,000太阳表面，2,000,000,000白炽灯灯丝，10,000,000阳光下的白纸，30,000人眼能习惯的亮度，3,000满月表面，2,500人眼能比较好的分辨出颜色的亮度，1满月下的白纸，0.07无月夜空，0.0001【名词解释】照明基础知识之概念篇字号: 小

10、中 大 | 打印 发布: 2009-5-24 19:48 作者: ILight 来源: 照明工程师社区 查看: 2415次 照 明照明工程师社区2X0f-QI$WP)ySR照明是以人们的生活、活动为目的对光的利用，从广义上讲，应包括对生命体、生物有作用的视觉与光信息、紫外线、可见光及红外线等各部分。|+IU !t 光 源照明工程师社区r NAqW|3Ja能够发光的发光体。光源按其发光原理可分为热辐射光源、气体放电光源、固体发光光源。!III&L0 A、热辐射光源： w4c8q/K X U 指当电流通过并加热安装在填充气体泡壳内的灯丝，其发光光谱类似于黑体辐射的一类光源。如白炽灯、玻璃反射灯、卤

11、素灯等。照明工程师社区0/sL$fJ?CYB、气体放电光源：Z2NIj s 在适当的条件下，例如强电场、光辐射、粒子轰击和高温加热等，组成气体的分子可能发生电离，产生可自由移动的带电粒子，并在电场作用下形成电流。这种电流通过气体的现象称为气体放电，而这样的原理发光的光源称为气体放电光源。如荧光灯、紧凑型荧光灯、低压钠灯、高压钠灯、汞灯、金属卤化物灯、霓虹灯、激光等。n0c6h4F#z&k,R O+d 照明工程师社区A%y#lwtK4h3R%E照明工程师社区*Rg:uK_8q4O照明工程师社区bkF?D,s:r7Vf&A;x cd#w1Dk照明工程师社区rd3U|1wKSPl图（一）、荧光灯、白

12、炽灯结构NCDB*G t C、固体发光光源：?+aFRgg 指某种固体材料与电场相互作用而发光的现象。如无极感应灯、微波硫灯、发光二极管LED等。照明工程师社区)_7fd7oHyspH灯 具：z1J5CXS wl Z 灯具是一种产生、控制和分配光的器件。在灯具的设计及应用当中，最为强调的是灯具的控光部件，主要由反射器等组成。灯具包括：光学系统(反射器、透镜、格栅等)，电气附件(镇流器、启动器等)，机械结构件(灯座、外壳、支架、调节调焦机构、防减震器等等)(P|8T9t3x4|za!O_ 视觉k*z1G|8o$M3e A、明视觉：%D$Q!z.W/K8P 眼睛适应于至少为几坎德拉每平方米亮度时的

13、视觉。明视觉主要由锥状细胞来调节。L3.5cd/m（坎德拉/米）.j;zkR3J? X/s B、暗视觉：J xQm.M#F$O w 调节眼睛以适应几百分之一坎德拉每平方米的亮度水平时的视觉情况。在这种情况下，杆状细胞被认为是主要的活跃成分。L70）RQ:LZaD;z 照明工程师社区#? R7gRf8mr照明工程师社区 Kp|%zq,B-d*T9A 显色性差(Ra65):esN+l!Ql%q 图（四）、不同光源显色性的效果对比照明工程师社区d!g+Fw&JX,+t0N L 照明工程师社区/w)_V KnL H9hh#n*r35u&FM 照明工程师社区7|(r0N$uVJ:f灯具效率照明工程师社区

14、 g/D8!Q-jJV在相同使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具内所有光源发出的总光通量之比，也称灯具的光输出比。0n1J7Q3lZ m 利用系数5m0gnp +xX9I Q 指某工作面上所接受到的直射与多次反射后到达工作面上的总光通量与裸光源时所发出的额定总光通量之比值，用CU表示。照明工程师社区b E r8Sz(Y l.a维护系数Kga.rbS.k 照明装置在使用一定周期后，在规定表面的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比，用K表示。照明工程师社区G;olr6eK4CdLr光 效照明工程师社区,Tt,3P16q单位功率上的光通量。符号，单位

15、名称：lm/w。照明工程师社区8v7t(WQ,iM.G Be眩 光*d&d$g-d-3a 由于视野中的亮度分布或亮度范围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适的感觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象。用UGR表示。照明工程师社区Ax)Z(OO*R fA、眩光产生的因素：2Pw&f&|j 光源本身的亮度灯具反射面照明工程师社区!s0sAD的亮度光源的大小周围环境D8ov0v;l|0J E 的背景亮度R u5M0YLy PYd B、眩光的分类)R;O6h. 根据影响的程度，可将眩光分照明工程师社区6X$A$_iI)b为：不舒适眩光、失能眩光、照明工程师社区cu%e#i!CW!q6失明眩光。根

16、据眩光产生的方照明工程师社区:yt)AV5|%Dp TMb(式，可分为：直接眩光、反射照明工程师社区u N m c_k7|%J3V眩光、光幕反射照明工程师社区0W0gi A9G4JgGp G P0an OOb6Q_1q 图（五）、眩光的产生方式、种类照明工程师社区3w8O0N0miQ E3B配光曲线： u:K#m/enEJ3im;qY 配光曲线是用来描述某灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况或状态。它可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强。:u(l)H.S*rA、配光曲线的分类：tf(IHz

17、配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。&Bm(L(aH|3wM轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。&|KS3Udv8J 照明工程师社区(K4R2i6u!y/C f 5J(|C i(vd 图（六）、配光的种类照明工程师社区-Qj)viF光束角具的光束角主要是反映经灯具反光罩反射后发出光斑的最大范围，一般是同一平面上配光垂直中心光强的最大光强1/2处与二方向间的夹角，如图所示：照明工程师社区5k WC,UYm:m b1A% 图（七）、光束角定义配光按照其光束角度通常可分为：窄配光 （ 40） 宽配光 （ 40）

18、)h eQh0U zd%05s当然，对于配光的光束定义其实也没有严格的定义，各个厂家的对宽、中、窄的定义也略有不同。 灯具最大允许距高比（S/H）：指灯具安装间距S与灯具安装高度之比的最大允许值。%s fD:a 图（八）、距离比定义功率密度单位面积上的照明安装功率（包括光源、镇流器或变压器），单位为瓦特每平方米（ ），LPD=安装功率 / 面积。影响LPD的因素有五个：n 照明光源的光效n 照明灯具的效率n 合理的照度标准n 照明光源的电气附件性能n 合理的照明方式光源的寿命光源的寿命分全寿命、有效寿命和平均寿命。全寿命指光源从开始点燃到不能再启动的时间总和。有效寿命是指光源的总光通量下降到初始值的70%时的总共点燃时间；平均寿命是一批灯在额定电源电压和实验室条件下点燃，且每启动一次至少点燃10h，至少有50%的实验灯能继续点燃时累计点燃小时。照度计算公式：A、室内工作面上的平均照度Eave=.N. U.K/A其中：E ave工作面上的平均照度每个灯具的光源的光通量N房间灯具数K灯具维护系数U利用系数A房间的面积B、道路照明平均路面照度Eave= .N. U.K/(W.S)其中：E ave工作面上的平均照度每个灯具的光源的光通量N灯具数量K灯具维护系数U利用系数W道路宽度S灯杆间距