光学基础之光度量知识介绍
光学基础参数知识点总结
光学基础参数知识点总结在光学中，有许多参数是非常重要的，它们对于光学系统的设计和性能具有重要意义。
在本文中，我们将会对一些光学基础参数进行总结，包括折射率、透射率、反射率、反射光学和透射光学等内容。
折射率是介质对光的折射能力的度量，它是光在空气和介质之间传播时的速度比值。
介质的折射率是介质的物理性质的重要度量，也是材料的光学性质的基本参数之一。
折射率与波长、温度、压力等因素密切相关，折射率随波长而变化会出现色散现象，这在光学系统设计中是需要考虑的因素。
通过改变光学材料的折射率，可以实现对光的传播速度和方向的控制，这是许多光学器件的基础。
透射率是介质对光线透射的能力的量度，即透过介质的光线的亮度与入射光线的亮度之比。
透射率通常是介质的光学性能的重要参数之一，它对于介质的透明度和透射光的品质有很大的影响。
透射率与折射率有一定的关系，通常在介质的折射率较高时，透射率也较高。
透射率的大小与光线波长和入射角度有关，当光线的波长随着由可见光向红外或紫外光谱方向移动时，透射率也会出现变化。
反射率是介质对光线反射的能力的度量，即反射光的亮度与入射光的亮度之比。
反射率也是介质的光学性能的重要参数之一，它对于介质的反射性能和透射光的品质有很大的影响。
反射率与折射率和透射率有一定的关系，通常在介质的折射率较高时，反射率也较高。
反射率的大小与光线波长和入射角度有关，当光线的波长随着由可见光向红外或紫外光谱方向移动时，反射率也会出现变化。
反射光学是研究光在反射过程中的基本规律和应用的一门学科，包括反射光线的传播、反射率、反射系数、反射角等内容。
在反射光学中，通过对光线的反射规律和反射光学性质的研究，可以实现对反射光的控制和利用，这对于光学系统的设计和应用具有重要的意义。
透射光学是研究光在透射过程中的基本规律和应用的一门学科，包括透射光线的传播、透射率、透射系数、透射角等内容。
在透射光学中，通过对光线的透射规律和透射光学性质的研究，可以实现对透射光的控制和利用，这对于光学系统的设计和应用具有重要的意义。
51光度学中的基本量及单位
第五章 光度学光能是系统设计中另一个非常重要的问题,由于任何一个接收器件，所能接收的光能都有一个最低阈值。
以人眼为例，它所能感受到的最低照度为（勒克斯），相当于一支蜡在之外产生的光照度。
可见人眼对光是相当灵敏的，我们希望所设计的系统所成的像具有足够好的照度／足够多的能量。
lx 910−km 30§5－1 光度学中的基本量及单位一、辐射量―――指描述电磁波的物理量描述电磁波的物理量比较多，例如：辐通量、辐照度、辐出射度等。
1、辐射能（表示）――指以电磁辐射形式发射、传输或接收的能量。
单位：（J 焦尔）e Q 它是由辐射体发出的，常见的辐射体分为二大类：一次辐射源――本身发射辐射能的物体，例如：太阳、各种灯；二次辐射源――受别的辐射体照射后，反射／透射能量的物体，例如：月亮，被照明的物体。
2、辐通量（e φ）――单位时间内发射、传输、接收的辐射能叫辐通量。
单位：W （瓦）对某一辐射体而言，它发出的辐射能具有一定的光谱分布（即由各种不同的波长组成），而每种不同的波长其辐通量也不同。
总的辐通量＝各个组成波长的辐通量总和。
若设在极窄的波段范围λd 内，所辐射出的辐通量为e d φ，则有：λλφφd d e )(=式中)(λφ――是辐通量随波长变化的函数；上式表示的是小量值，那么在整个波段内所辐射的总的能量为： λλφφd e ∫=)(此外，还有：辐出射度（）、辐照度（）、辐亮度（）等等。
e M e E e L 二、 光学量对于光辐射中的物理量是比较多的，其意义与辐射量的意义也基本相同，故为了区别起见，我们用符号进行区别，它们的主符号是相同的，但是下角标有区别：辐射量――下角标e ；光学量――下角标v 。
1、接收器的光谱响应物体经过系统进行成像，最终的像都是由接收器类进行接收的，接收器的不同，对光谱响应的范围也各不相同。
对于目视光学系统而言，人眼对不同的波长响应程度也相差非常大，在这里引入了光谱光视效率的概念加以理解。
光学测量及其应用知识点
光学测量及其应用知识点
光学测量是一种利用光学原理进行测量的方法，广泛应用于工
程领域中。
以下是光学测量及其应用的一些基本知识点：
1.光学测量基础
光学测量基于光的传播和反射原理，通过测量光的特性来获取
目标物体的相关信息。
常见的光学测量方法包括光线法、自动对焦、相位差法等。
2.直接测量和间接测量
光学测量可以分为直接测量和间接测量。
直接测量是通过直接
测量光的特性，如光线的强度、颜色等来获得目标物体的相关参数。
间接测量是通过测量光线的反射、折射以及干涉等现象来推导目标
物体的参数。
3.光学测量的应用
光学测量在工程领域有着广泛的应用。
以下是一些光学测量的应用领域：
3.1.制造业中的应用
光学测量在制造业中有着重要的应用，用于测量产品的尺寸、形状等参数。
例如，在汽车制造过程中，光学测量可以用于检测车身的平坦度、形状偏差等。
3.2.非接触性测量
光学测量具有非接触性的特点，可以应用于对被测对象表面的非破坏性测量。
这在一些精密仪器的制造和质量控制过程中非常重要。
3.3.精度测量
光学测量可以实现高精度的测量，对于一些需要高精度的工程项目非常重要。
例如，在航天器制造中，光学测量可以用于测量器件的尺寸和形状，确保其符合设计要求。
总结
光学测量是一种基于光学原理的测量方法，具有广泛的应用领域。
光学测量在制造业中起着重要的作用，可以应用于非接触性测量和高精度测量等领域。
对于工程领域的研究和应用而言，光学测量是一项重要的技术和工具。
光学基本概念
光学基本概念发光强度、光通量、光效、照度、亮度的简单介绍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、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)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。
光度与辐射度基础课件
照明设计 节能减排
光度与辐射度在光学仪器中的应用
光学测量
图像处理
在图像处理领域，光度和辐射度参数 可用于增强图像对比度和清晰度，提 高图像质量。
光度与辐射度在环境保护中的应用
环境监测
生态保护
光度与辐射度在医学领域的应用
医学影像
医学影像技术中，光度和辐射度参数对于提高影像质量和诊断准确率具有重要作 用。
在光谱分析中，辐射度是测量和分析 物质吸收、发射光谱的关键参数，有 助于了解物质的性质和组成。
光度测量技术
光度测量定义 光度测量仪器 光度测量应用
辐射度测量技术
辐射度测量定义
辐射度测量仪器
辐射度测量应用
光度与辐射度测量技术的发展趋势
高精度测量
智能化测量
多维测量
光度与辐射度在照明工程中的应用
光度量单位
01
02
瓦特（W）
坎德拉（cd）
03 流明（lm）
光度量与其他物理量的关系
01
光功率与光强度、光通量的关系
02
光强度与发光角度的关系
03
光通量与其他物理量的关系
辐射度量定义 01 02
辐射度量ห้องสมุดไป่ตู้位
除此之外，还有其他的单位如焦耳（J ）、瓦特小时（Wh）等，用于描述不 同形式的能量和功率。
辐射度量与其他物理量的关系
辐射度量与光度量有密切的联系， 光度量是描述光源发光强弱的物 理量。
辐射度量和光度量都是描述光和 电磁辐射的重要物理量，它们在
某些场合可以互相转换。
此外，辐射度量还与温度、颜色 等其他物理量有关，这些物理量 之间存在一定的关系和转换公式。
光度与辐射度的联系
两者都是描述光源辐射能力的物理量，光度用于描述人眼可见光的辐射，而辐射度 则用于描述整个电磁波段的辐射。
第1章 光信息源及其特性、光辐射的度量
第1章光信息源及其特性、光辐射的度量内容提要：光是电磁波波谱中波长范围为1 nm~1 mm或者频率在3×1017Hz~3×1011Hz范围的电磁辐射，是能量与信息的载体，可见光是波长为380 nm~780 nm的电磁辐射，可见光刺激人眼产生人眼的视觉效应，同时光也产生热效应，可以用主观和客观两种度量体制即辐射度学和光度学来度量光；光具有波动性和粒子性，利用光的波动性可以研究光在介质和自由空间以及光电系统中的传播规律；光的粒子性和材料的光电特性是光电信息转换器件的物理基础。
本章主要介绍光的特性、光的度量、常见的光源及其特性和光传播的几个基本定理，为后续章节奠定基础。
1.1 光的特性1.1.1 光的波动性在图1.1所示，从无线电波到γ射线的整个电磁波谱中，光辐射只是波长从1 nm~ 1 mm(频率为3×1017Hz~3×1011Hz)范围的电磁辐射，它包括真空紫外辐射、紫外辐射、可见辐射和红外辐射等部分。
可见光是波长为380 nm~780 nm 的光辐射，这一波段范围的电磁波能被人眼所感知。
图1.1光在电磁波谱中的分布麦克斯韦方程组给出了电场E、磁场H、电位移D、磁通密度B、电流密度J以及电荷密度ρ之间的关系，其微分形式是：t ∂∇⨯=-∂BE (1.1a) t ∂∇⨯=+∂DH J (1.2a) ρ∇⋅=D (1.3a)0∇⋅=B (1.4a)积分形式是：d d c A l S t∂⋅=⋅∂⎰⎰⎰BE (1.1b)d d c A l S t με∂⋅=⋅∂⎰⎰⎰EB (1.2b)d 0AS ⋅=⎰⎰B (1.3b) d 0aS ⋅=⎰⎰E (1.4b)表达式(1.1a)、(1.1b)为法拉第电磁感应定律，式(1.2a)、(1.2b)为安培环路定律，式(1.3a)、(1.3b) 和(1.4a)、(1.4b)为高斯电磁定律。
μ为介质磁导率，ε为介质电导率，在真空中μ0=1.256×10-6 Ns 2，ε0=8.85×10-12 C 2N -2m -2。
光度的讲义1
话说光度/色度一. 光度/色度量的概述1.基本内容现实生活的需要:感觉器官:眼睛;感觉:亮暗和颜色;个人感觉和工作能力:眼睛(舒适和长时期工作:看书﹑运/移动)----光度;个人感觉和产品/目标的表示: :眼睛(显示差别和质量)----色度度量的重要性,如长度﹑重量一样,光的度量指标就是对光的度量的物理量.十分重要:可对产品分类﹑可比较产品间的差异﹑可对应用场所的照明要求下定义﹑可制订有关标准.特点:抽象:看得见,摸不到,需要想象和理解.测量:困难,仪器昂贵,经常需要校正.复杂的基准器导致校正困难.2.光度/色度学的一些内容与照明中的一些联系1)照明电器产品的质量评价:光源产品:发光效率﹑光能量﹑光衰﹑光色和光强分布.灯具产品:灯具效率(效能) ﹑光强分布﹑利用系数.光源电器产品: 流明系数.2)照明场所的质量评价:工作面上的光照情况(光照的能量和方向)眼睛的感觉情况:眩光﹑光色.3)能耗指标:使用场所单位面积上的功率密度3.主动的量和被动的量主动发光的量:描述发光体的量.光通量﹑光强﹑亮度﹑色度指标.被动发光的量:描述反光体的量.照度﹑出光度/光通量﹑光强﹑亮度﹑色度指标.二. 光度量的基本定义1.光通量(Φ):表示人眼可感知到的光功率能(动能﹑势能)---辐射能---看得见的辐射能(光能) ---眼睛觉察出的光能功率(能与时间):单位:瓦(W)---辐射功率(辐射能与时间)---光功率(觉察出的光能与时间:光瓦)衡量方法:人眼中视觉细胞的光谱灵敏度v(λ)和v’(λ)与发光体发出的光谱联合作用后的结果.定义和使用单位:流明(光瓦)用lm表示:1W555nm波长的黄绿光是683流明(反过来,1流明就是1/684W的555nm波长的黄绿光.举例:白炽灯15W,100lm,14WT5荧光灯1200 lm.1WLED60lm.2.光强(发光强度)(I) :表示被照面上可感觉到的光形立体角(方向性的度量):一点向空间中某个方向上的集聚的程度, 某个方向上的集聚可用包围该点的圆锥体球面上的面积S表示与球面的半径表示,在数值用立体角表示.立体角(ω)的表示: 某个方向上包围该点的圆锥体球面上的面积S除以球体半径r的平方表示, 即立体角(ω)=S/r2, ω=1称1个球面度.例如:全空间是4π(球包围球心点,球表面积= 4πr2,∴4πr2/ r2=4π);半空间是2π)光通量的方向性的重要性:衡量方法:单位立体角内的光通量:I=Φ/ω定义和使用单位:一个立体角内1流明为1cd.(1cd=1lm/1Sr).也称1坎特拉, 1烛光..举例:探照灯达107 cd.T8卤粉36W荧光灯垂直轴线上的光强:260 cd.左右,三基色粉:约330 cd.400HPS垂直轴线上的光强:500 cd.左右,1WLED白光余弦分布的16 cd.左右.3.亮度(L):表示可感觉到发光体的光刺激(仅指亮暗)表示发出的光通量与发光面积关系的一个量.衡量方法: 单位投影面积上发出的光强.曲面和投影面积的区别:人眼看曲面只能看到一个投影面.定义和使用单位(L): 一个m2面积的均匀发光面上发出1 cd.的光强的话,它的亮度是1 cd/ 1m2, 1 cd/ m2,称1 cd/ m2或1尼特,1nt.由此可知,1 cd/ cm2=10000 cd/ m2,举例:T8卤粉荧光管长 1.2m.直径26mm,投影面积:1.2χ26mm=0.0312 m2, ∴平均亮度L=260lm/0.0312 m2=6923 cd/ m2.T5:荧光管长 1.15m.直径16mm,投影面积:1.15χ16mm=0.0184 m2, ∴平均亮度L=260lm/0.0184 m2=14130 cd/ m2.CFL:约40000 cd/ m2.1WLED:16 cd/ 1mmχ1mm=1.6χ167 cd/ m2.HID: 3-6χ166 cd/ m2.拓展:作为照明标准上的衡量的量.最高级别的机动车道路的平均亮度2 cd/ m2.作为计算光学系统光强分布需用到光源亮度L﹑反射率ρ和闪亮面积S:I=LχρχS.4.出光度(M):一个被动发光体发出光线多少的客观物理量.除光源外,白天世界里的万物都是亮的,晚上都是暗的.它们不是发光体.它们的亮光来自其表面对接受光线的反射.即被动发光.表示被照明面上反射(发出)的光通量的一个量.衡量方法: M=入射光通量(Φ)χ表面反射率(ρ)= Φχρ.某表面上的照度χ该表面反射率就是该表面的出光度M .使用单位: 每平方m发出的流明.举例:办公室500lx,表示每m2接受500lm的光通量.一个白纸的反射率ρ=0.75,则M=500χ0.75=375lm/ m2. 旁边的桌面ρ=0.3,M=150 lm/ m2.∴同样的照度产生的出光度是不同的.5.照度(E):一个客观物理量,指受照体上接收多少光的物理量.表示被照面上接受光通量情况的一个量.衡量出光度的最重要的量.衡量方法:被照面积上投射来的光通量.定义和使用单位:单位面积有接收的光通量.E=1 lm/ m2称1勒克斯(lx).举例:不同的工作需要不同的照度:办公室:办公桌水平照度500lx,教室课桌面上300lx;足球场:国际比赛对准摄像机表面上的照度(垂直照度)1200 lx;行人:垂直照度4 lx;拓展: 根据实际需要,光的落脚点不同,有的在水平面上,有的在垂直面上,有的在柱体的表面上,有的在半个柱体的表面上,有的在球体上上,分别称为:水平照度,垂直照度,柱面照度,半柱面照度和球面照度.视不同场合的照明对象需要而定.三. 光度量之间的计算1.需要计算的情况说明设计时要计算1)从照度(E)计算被照体的亮度(L)对等亮度面（余弦辐射体）的亮度L：L =M/π=Eχρ/π例如：外墙照明的照度值是50 lx，ρ=0。
1.2辐射度量与光度量PPT课件
10
解：(1)光通量
v () Km V e() 683 0.24 0.01 1.63lm
dv
dS / cos
Ev cos
12
③平方反比定律
面积元dS对点光源所张的立体角
dБайду номын сангаас
dS
cos
r2
S
d
d内的光通量
d v
I v d
IvdS cos
r2
de dS dS n
dS面上的光照度
Ev
d v dS
Iv cos
r2
描述点辐射源产生照度的规律，是来自均匀点光源向空间发射球面 波的特性。
11
18光度量视见函数光通量发光强度光照度28光亮度19视见函数27人眼对各种波长的光的感觉灵敏度是不一样的一般而言对绿光最灵敏而对红光较差国际照明委员会cie根据对许多人的大量观察结果用平均值的方法确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度标准广度观察者的光谱光视效率简称视件函数标准适光性视见函数值辐射颜色nm4000000453008620650010704100001254009540660006104300011655510000680001704400023056009950690000824500038057009520700000414600060058008700710000214700091059007570720000105480013906000631073000005250003230620038107500000125200710064001750262110400505555750人眼的视见函数曲线视见函数2522光通量定义
光度量是人眼对相应辐射度量的视觉强度值。 能量相同而波长不同的光，对人眼引起的视觉强度是不同的。
《光度学基本知识》课件
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光的反射定律：光在两种介质的交 界面发生反射，入射角等于反射角
光的全反射定律：当光从一种介质进 入另一种折射率较大的介质时，如果 入射角大于临界角，光将全部反射回 原介质
光的反射定律：光在两种介质的界面上，从一种介质进入另一种介质时，会发生反射现象。
反射定律的内容：入射角等于反射角，即入射光线与反射光线在同一平面内，入射光线与反射 光线的夹角相等。
光的折射定律可以用斯涅尔定律来描述，即光在两种不同介质中的传播速度与介质的折射率成正比。
光的折射定律在实际生活中有很多应用，例如光学仪器、光纤通信等。 光的折射定律还可以用来解释一些自然现象，例如彩虹、海市蜃楼等。
光的吸收定律是光度学的基本定律之一，描述了光与物质相互作用的过程。 光的吸收定律表明，当光通过物质时，一部分光会被物质吸收，另一部分光会穿过物质。 光的吸收程度与物质的性质、光的波长、光的强度等因素有关。 光的吸收定律在光学、光电子学、光化学等领域有着广泛的应用。
光度学的基本应用
照明设计原则：满足视觉需求，提高工作效率 照明设计方法：根据空间功能、环境特点选择合适的照明方式 照明设计要点：考虑光源、灯具、照度、色温等因素 照明设计应用：办公室、商场、住宅、学校等不同场所的照明设计
曝光控制：通过调整光圈、快门速度和ISO值来控制曝光量
构图技巧：运用三分法、对称法、引导线等构图技巧来增强照片的视觉效果
投影仪：利用光 学原理，将图像 投影到屏幕上， 实现大屏幕显示
光度计：用于测量光强的仪器 光度计原理：利用光电效应，将光强转换为电信号 光度计分类：照度计、亮度计、色度计等 光度计应用：照明设计、摄影、电影制作等领域
光度学的未来发展
2 光度的基本物理量
§2 光度的基本物理量§2-1 人眼的视觉特性：1、人眼的构造人的眼睛与大脑结合具有：成像功能、黑白视觉、颜色视觉、立体视觉2、光谱光视效率（标准光度观察者）V（λ）: 人眼对各种波长光的相对灵敏度。
问题1：光谱光视效率的实际意义？问题2：怎样确定光谱光视效率？(异色)逐级比较法:波长λ1、λ2两束光，辐射通量分别为1Φ和2Φ，在视场中亮度相等时有V(1λ).1Φ=V(λ2).2Φ即 K （λ）=V(λ2)/ V(1λ)=1Φ/2Φ将K （λ）在峰值波长处归化为1，即得到只表示相对值的光谱光视效率： V （λ）= K （λ）/m Km K :最大光谱光效能。
对于明视觉对应于555nm 波长，为683 lm/w对于暗视觉对应波长507nm ，'m K =1725 lm/w说明：明视觉、暗视觉，2度视场、10度视场2、光度量（1）光通量： ⎰Φ=Φλλλd V K e m v )()( 2—1 表示光辐射通量对人眼引起的视觉强度光通量的单位为流明（lm ）也是个客观量，光源发出可见光的效率。
…….(从空间上分析)（2）发光强度：在给定方向上的单位立体角内光源发出的光通量ΩΦ=d d I v v 2—2发光强度的单位是坎德拉（cd ）发光强度描述光源在某一方向发光的强弱程度，考虑了光源发光的方向性。
由此式可得光通量的另一积分式⎰Ω=Φd I v v 2—3 对各项同性光源由上式可得π4I v =Φ 2—4 I 为常数。
（3）光照度 投射到单位面积上的光通量dSd E v v Φ= 2—5 单位勒克斯（lx ）1lx=1lm/2m照度的距离反比平房定律：由 2RdS d d d I v v v Φ=ΩΦ= 可得 2R I dS d E v v v =Φ= 2—6 若被照平面法线与光投射方向成θ角则上式变为θcos 2RI E v v = 2—7 （4）光亮度 光源单位面积上的发光强度（光源在指定方向单位面积上的发光能力， dSdI L v v = 2—8 单位为：坎德拉每平方米（cd/m 2）如果平面法线与观察方向成θ角上式为θcos dS dI L v v =由 ΩΦ=d d I v v θcos 2dS d d L v v ΩΦ= 2—9是2—9式可以看作是亮度的较通用的定义式，有这个式子可以进一步把亮度的概念引申。
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1.3光度量
光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的。若遇易混淆时，则在辐射度量符号上加
下标“e”，而在光度量符号上加下标“V”，例如辐射度量Qe， Φe，Ie，Me，Ee等，它们对
应的光度量为Qv，Φv，Iv，Lv，Mv，Ev等。
此外，辐射度量和光度量都是波长的函数，因此当描述光谱量时，在它们的名称前加“光谱”
二字，并在它们相应的符号上加波长的符号“λ”作为下标，例如光谱辐通量记为e等等。
光通量Φv和辐通量Φe的关系可写成如下方程：
0)()(dVK
emv
同理
0)()(dIVKI
emv
，等等。
式中，V（λ）是CIE推荐的平均人眼的光谱光视效率（也叫视见函数）。对于明视觉，它是
对应波长为555nm的辐通量Φe（555）与某波长能对平均人眼产生相同光视刺激的辐通量Φ
e
（λ）的比值。1971年CIE公布的明视觉V（λ）标准值已经经国际计量委员会批准，其V
（λ）曲线见图1.3－1。
Km是一比例常数。对于波长555nm的单色光（V（555）＝1），Km等于683m/W。原先它
是根据在一个标准大气压下（101325N／m2）黑体辐射器在铂凝固温度（2042K）明视觉亮
度定义为60cd/cm2而得出的，即
0)()(dLVKL
emv
则
683)()(106004dLVK
e
m
（lmW-1）
式中Le（λ）(在2042K)可由黑体辐射表查得。
光度量和辐射度量的关系可用图解来求得（图1.3－1）。图中V（λ）Φe（λ）曲线是V（λ）
和Φe（λ）曲线在同一波长处两值的乘积。纵坐标比例尺为
emvmKm
式中vm是光通量的比例尺，em是辐通量的比例尺。由此
0)()(dVK
emv
0)()(dVKmeme
0)()(vvev
mdVm
式中 vvveeemm),()(
图1.3－1中，Φe（λ）曲线和Φe（λ）V（λ）曲线与横坐标轴所包容的面积比为
00)()()(d
dV
V
e
e
则
00)()()(d
dVK
K
e
em
e
v
图1.3－1 光度量和辐射度量的关系
K的意义是光源发出的辐通量可产生多少能对目视引起刺激的光通量。比值K叫做光视效
能。它是衡量光源产生视觉效能大小的一个重要指标，量纲是lmW-1。例如，钨丝白炽灯K
＝15～20lmW-1，太阳K＝100 lmW-1，波长为555nm的单色光K＝Km=683 lmW-1。这样一
个60W的白炽灯，它的光通量约为750～1200 lm。在照明工程中，通常希望光源有高的光
视效能，当然还要考虑到光的颜色。
光谱光视效能K（λ）的最大值是Km。Km叫做最大光谱光视效能。
V叫做光视效率。它是无量纲的，和光视效能只相差一个常数Km(683 lmW-1)，表示辐射量被
利用来引起光视刺激的效率。
光度量中最基本的单位是发光强度的单位——坎德拉（Candela），记作cd，它是国际单位制
中七个基本单位之一。它的定义是发出频率为540×1012（对应在空气中555nm的波长）的
单色辐射，在给定方向上的发光强度规定为1cd。用光而不用铂凝固温度来规定，可以摆脱
温标和温度测量对光辐射度量和它的测量的影响。
在表1.3－1中，光通量的单位是流明（lm）。1 lm是光强度为1cd的均匀点光源在1sr内发
出的光通量。
光度量的其它单位如表1.3－1所示。
表1.3－1 基本光度量的名称、符号和定义方程
名称 符号 定义方程 单位 单位符号
光量 Q 流明秒
流明小时
lms
lmh
光通量 dQ/dt 流明
lm
发光强度 I I=dQ/dΩ 坎德拉
cd
（光）亮度 L L=d2Φ/dΩdAcosθ =dI/dAcosθ 坎德拉
每平方米
2
cdm
光出射度 M M=dΦ/dA 流明每平方米
2
lmm
（光）照度 E E=dΦ/dA 勒克斯（流明每平方
米）
lx
(2lmm)
光视效能 K K=Φv/Φe 流明每瓦（特）
1
lmW
光视效率 V V=K/Km Km为最大光谱光视效能 － －
表中Φv是光通量,Φe是辐通量.
表1.3－2 常见物体的亮度
光源名称 亮度（尼提）
地球上看到的太阳 1.5×109
地球大气层外看到的太阳 1.9×109
普通碳弧的喷头口 1.5×108
超高压球状水银灯 1.2×109
钨丝白炽灯 （0.5－1.5）×107
乙炔焰 8×104
太阳照射下的洁净雪面 3×104
距太阳75º角的晴朗天空 0.15×104