光基础知识

可见光是波长为380～780nm的电磁波。衡量光的物理量及单位有光通量F（lm）、发光强度I（cd）、照度E（lx）、发光度M（lm/m2）及亮度L（cd/m2）等。

光

光的颜色与波长

光是一种电磁波，以光速（约3×108 m/s）在空间传播。由图10.10可看出大部分电磁波都是肉眼看不见的。眼睛能感觉到亮光部分波长的电磁波叫做可见光可见光，是在380～780nm范围的电磁波。

图10.10电磁波的波谱

辐射通量

在单位时间内从光源发射的能量称为辐射通量Φ，单位用瓦[特]（W）。

光通量

在辐射通量中包含有人眼感觉不到的和人眼有光感的可见光。其中有光感的光的能量称为光通量F，单位用流[明]（lm）。

能见度

可见光使人眼感觉的明亮程度称为能见度。最大能见度用光通量F（lm）与辐射通量Φ（W）之比表示，单位是（lm/W）。能见度在波长555nm处最大，称为最大能见度。最大能见度。其值为683lm/W。

相对能见因数

其他波长的能见度与最大能见度之比称为相对能见因数。图10.11是相对能见因数的曲线。

图10.11相对能见因数的曲线

照明用词汇与单位

立体角

在图10.12中，从O点看表示光向空间展开的角度称为立体角，单位用球面角度（sr）。

立体角ω用下式表示：

ω=A/r2（sr）

从O点开始，半径为r （m）球的面积是4πr2（m2），所以点的周围总立体角是4π（sr）。

发光强度

某方向每单位立体角的光通量称为发光强度I。单位是坎[德拉]（cd）。如果光源是一个点，称为点光源。图10.13表示从点光源向立体角ω（sr）发出F（lm）的光通量时，发光强度I（cd）用下式表示:

I=F/ω（cd）

图10.12立体角

图10.13发光强度

照度

入射到每单位面积的光通量称为照度E，单位是勒[克斯]（lx）。

图10.14中，光通量F（lm）入射到面积A（m2），在此面上的照度E（lx）表示如下：

E=F/A（lx）

图10.14照度

发光度

与照度相反，从某个面的单位面积发散的光通量称为发光度M，单位是用流[明]每平方米流[明]每平方米（lm/ m2）表示。

假设从某面发散的光通量是F（lm），面积为A（m2），则发光度M（lm/m2）用下式表示：

M=F/A（lm/m2）

不论从任何方向看，亮度也都相同的表面称为全扩散面全扩散面。在全扩散面上的发光度M（lm/m2）与亮度的关系如下式：

M=πL（lm/m2）

在图10.15中，反射光通量与入射光通量之比称为反射率反射率。假设面的照度为E（lx），面的反射率是ρ，则反射面的发光度Mρ （lm/m2）用下式表示：

透过率吸收率Mρ=ρE（lm/m2）

图10.15反射面与透过面的发光度

透过光通量与入射光通量之比称为透过率透过率。假设面的透过率是τ，透过面的发光度Mτ（lm/m2）用下式表示：

Mτ=τE（lm/m2）

吸收掉的能量与入射能量之比称为吸收率吸收率。被吸收的能量在材料中转变成热能等的能量。在反射率ρ、透过率τ、吸收率σ之间有以下关系式：

ρ＋τ＋σ=1

亮度从某个方向看物体或光源的明亮程度称为亮度。一般是表示发光（反射、透过）面的明亮程度，亮度太高看上坎[德拉]每平方米去就感到眩目。亮度的符号是L，单位用坎[德拉]每平方米坎[德拉]每平方米（cd/m2）。图10.16所表示的球光源，不论在什么方向都有I（cd）的发光强度。对着光源看它的外观面积（面对光源的正投影）时，亮度就是每单位面积A（m2）的发光强度，用下式表示：