beat365中国在线体育光源有哪些特性参数?光通量、光亮度和光照度怎测?

  beat365中国在线体育光源有哪些特性参数?光通量、光亮度和光照度怎测?描述光源的特性参数有很多,其中常见的就有光通量、光亮度和光照度。光通量是光源在单位时间内发出的光量,而光亮度和光照度是表示光能光通量的光学参数。本文对光通量、光亮度和光照度的概念及测量方法做了介绍。

  光源的外辐射光能是不断地向各个方面发出的,在单位时间内光源向外辐射的全部光能称为该光源的总光通量,在单位时间内,通过某一面积光能的多少beat365中国在线体育,则称为通过这个面积的光通量。

  光通量的单位是流明,简称流,符号为lm,1lm 恰好等于以发光强度为1cd的点光源为球心,半径为1m的球面上通过1m2面积的光通量,因为该球面面积为4πm2,所以1cd的点光源向四周发出的总光通量是4πlm,显然,发光强度I的点光源向外辐射的总光通量为:Φ总=4πI。

  40W白炽灯的总光通量为350lm,而40W的日光灯的总光通量则可达到24001m,可见日光灯光源的发光效率远高于白炽灯。

  亮度是指发光体(不只是电源,其他受照物体对人眼来说也可看作间接发光体)在人眼视线方向单位投影面积上的发光强度(是发光体在某方向发出的光通量密度,它表明了光通量在空间的分布状况),称为该发光体的表面亮度,以符号L表示,单位为坎德拉每平方米(cd/m2)。该发光体表面法线方向的发光强度为I,而人眼视线与发光体表面法线相交的角度θ,因此视线方向的发光强度 Ig=Icosθ。而视线方向发光体的投影面 Aθ=Acosθ,其中A为发光体的面积,因此可得出发光体在视线方向的亮度为:

  这就说明了发光体的亮度值实际上与人眼的视线方向无关。亮度的概念对于一次光源和被照物体是同等适用的,亮度是一个客观量,但它直接影响人眼的主观感觉。晴天天空的亮度为(0.5~2)×104cd/m2;白炽灯灯丝的亮度约为(300~1400)×104cd/m2;荧光灯管的表面亮度为(0.6~0.9)×104cd/m2。

  照度的单位为1x(勒克斯),1lx表示1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上,即1lx=1lm/1m2。阴天中午时室外的照度约为8000~200001x;晴天中午时室外的照度可达80000~1200001x。

  光源的发光强度是光度学中的基本量,而且由发光强度可以导出其他光度量。但要表征光源的特性,单以光源的发光强度来表示是不完全的,这是因为一般光源在各个方向上的的发光强度并不一致,故只有用总光通量来说明更为合适。

  对各向同性的点光源,其光通量Φ=4πI,所以只要测得发光强度,乘以4π,即为光通量Φ。但是实际光源都有一定的尺寸,而且在各个方向上又不均匀,故不能用Ф=4πI计算得到。

  光通量的测量方法:在积分球内用已知光通量的标准灯与被测灯作比较测量,从而定出被测灯的光通量。

  用积分球测量光通量,通常采用比较法(代替法),为此需要光通量标准灯。先将标准灯(其光通量为Φs)放入积分球内,点燃后,在窗口测得的照度Es应符合下列式子:

  采用比较法测量光通量可以大为减少由球壁漫反射层的不均匀性、球壁涂料和窗口材料的非中性(即涂料的漫反射比和窗口的透射比与波长有关)等因素造成的影响,但是不能消除由于标准灯的尺寸和结构与待测灯的不相同而造成的对球内壁漫射光的吸收情况不同的影响,也不能消除标准灯与待测灯的相对光谱功率分布及空间分布不同产生的影响等等,在测量时应考虑采取修正的办法。

  照度计的测量原理较简单,整个探测器所接收的光通量除以探测器的面积,即为所测的照度,即E=Φ/A。

  由于光电探测器的光谱灵敏度分布不同于人眼的光谱光视效率V(λ)beat365中国在线体育,故一般的照度计在探测器前都装有V(λ)滤光器。一个照度计是由带V(λ)滤光器的光电探测器及电子放大和读数系统所组成。过去广泛采用硒光电池为探测器,这是因为它的光谱灵敏度比其他探测器更接近人眼的光谱光视效率V(λ)的缘故。但由于硅光电元件的灵敏度、稳定性和寿命均较硒光电池为高,故近年来多采用硅光电池或硅光电二极管代替硒光电池作照度计的探测器件。

  由于光电探测器所产生的光电流正比于所接收的光通量,测量时须将照度计的光敏表面与被测照度的表面重合,并尽量垂直于光的照射方向。所以读数系统可直接指示出所测的照度值。

  一般光源的光亮度不仅与测量方法有关,而且与表面的位置有关。为了测量方便,常在发光面前加一光阑,以测定光阑所限制部分的发光面在水平方向的光亮度。如需要测定发光面其他部分的光亮度,可以改变光阑和探测器的位置beat365中国在线体育

  如上图所示,光源面积为B,光阑离光源ab很近时,则光源ab向探测器S发出的光通量大约等于在光阑处面积为B的光源向S发出的光通量。如光阑孔的尺寸比距离r小很多,则s上的照度为:E=LB/r2。

  当光源为带状或线状时(如钨带灯或直线钨丝灯),光阑的主要作用是限制发光体的高度,这时光源的亮度由上图可得:

  式中,r1、r2分别为探测器S与光阑D以及探测器S与光源ab间的距离;h为光阑的高度;W为发光面的宽度。

  如上图所示,若发光面积A1经过透镜D成像为面积A2。发光面及其像与透镜D的距离分别为r1和r2,S为透镜D的面积,τ为透镜的透射比。如果r1和r2比A1和A2的尺寸大很多,则发光面向透镜D发射并透过D的光通量为:

 

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