光的測量,尤其是光譜的測量,在LED時代變得特別重要。不管是廠家研發(fā)人員、還是技術(shù)和銷售人員,或是設(shè)計師、業(yè)主,測量和了解燈具的光譜構(gòu)成,已經(jīng)是一件必須做的事情。
1 、輻射測定
輻射測定是測量電磁輻射的科學(xué),此測量所涵蓋的光譜是基于物理常數(shù)層面上的。我們所關(guān)心的輻射特性是輻射功率和它在空間及角度的分布。
圖:光輻射對人眼的滲透。
首先要弄清楚輻射通量、輻射強度、輻射亮度、輻射照度四個基本概念。
1.1 輻射通量
這是源發(fā)射或者表面接收的發(fā)射功率。也可被定義為通過某特定區(qū)域或某立體角輻射能量的速率。
輻射通量的國際單位是瓦特(Watt)。
1.2 輻射強度
它被定義為從源發(fā)出的某角度內(nèi)的輻射密度。在特定方向上的輻射強度是整個源在那個方向上(呈錐體狀)所發(fā)出的所有輻射線的功率總和(例如每立體角的功率)。
輻射強度的國際單位是瓦特/球面度(Watt/sr)。
1.3 輻射照度
這是對照在某物體表面的輻射通量的測量(例如單位面積上的輻射通量)。
輻射照度的國際單位是瓦特/平方米(Watt/m2)。
1.4 輻射亮度
這是指輻射源的單位投影面積內(nèi)的輻射強度。
輻射亮度的國際單位是瓦特/平方米·球面度(Watt/m2·sr)。
2 、光譜輻射測定
光譜輻射測定是對在電磁波譜中某段波長的光能測量。 它能測量整個光譜段或是特定帶寬的波長。
2.1 光譜輻射亮度
特定光源的輻射亮度是一個定值,它是整個光譜段范圍內(nèi)的所有能量總和。 對于特定波長的能量值可用光譜發(fā)射亮度來測量。
光譜輻射亮度的國際單位是瓦特/平方米·球面度·納米(Watt/m2·sr ·nm)。
2.2 光譜輻射照度
這是對照在單位面積上的特定波長的輻射通量的測定。
光譜輻射照度的國際單位是瓦特/平方米·納米(Watt/m2·nm)。
3 、光度測定
電磁能量能以光的形式被人眼看見,所以光度測定是對電磁能量在心理與物理特性上的測定。 “亮度”這個形容光線的詞匯的使用,定義了光度測定應(yīng)根據(jù)人類的感知而進行。
當1942年,國際照明委員會(CIE)定義了人眼的平均敏感度后,光度測量就成了一門新興學(xué)科。 CIE測定了大量人類樣本的亮適應(yīng)數(shù)據(jù),然后匯編進CIE標準光度函數(shù)(明視覺曲線-正常狀態(tài)下的色彩感覺;暗視覺曲線-低照度情況下的非彩色感知。-見下圖)
圖:人眼對不同波長的相對敏感度。
光度測定的值與輻射測定的值相對應(yīng),對應(yīng)關(guān)系為CIE的標準光視效率函數(shù)。 我們可以把光視效率函數(shù)想像成接近人眼表現(xiàn)的一塊濾鏡的轉(zhuǎn)換函數(shù)。- 見下圖
光度測定包括四個概念,稱為光通量、光強、照度、亮度。
3.1 光通量
光源以電磁波的形式輻射能量。 我們用通量來形容光能,光通量是對光源發(fā)射或是表面接收光能流量的測定。 通過估算與標準眼睛相對應(yīng)的光度效率的輻射,從輻射通量得到光通量的數(shù)值(CIE標準光視效率函數(shù),Vλ)。
單位是流明(lm)
lm = 683 x W (Watt) x V λ
3.2 光強
這個描述了光源在某方向上的強度, 定義為發(fā)射到單位立體角內(nèi)的光通量值。
單位是坎德拉(cd)
1 cd=1流明每球面度 (實際應(yīng)用時,一坎德拉大致等于一燭光。)
3.3 照度
這是對照在表面上的光通量的測定, 表述為流明每單位面積。
單位是勒克斯(Ix)
1 Ix=1流明每平方米(Im/m2)
英制單位是尺燭光
1 尺燭光=1流明每平方英尺(Im/ft2)
3.4 亮度
亮度也稱為光亮度。亮度是對發(fā)射自或反射自某一投影平面的通量的設(shè)定。 也可被想象為單位面積上的光強。
單位是坎德拉每平方米(cd/m2),或者叫做尼特(nit)。
英制單位是尺朗伯(fl)。
1 fl=3.426坎德拉每平方米
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