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光的基本参数及其法定计量单位

2015-02-27 10:39阅读：

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科学照明在于如何利用光源或照明器，使照明环境得到适当的亮度，合理的照度与宜人的光色。这就应当了解光源的发光强度、光通量、照度与亮度等有关照明的基本参数与量的概念。
1.发光强度
太阳、灯等不同光源发光的强弱程度是不同的。即使是同一光源，方向不同，发光的强弱也不一样。衡量光源发光强弱程度的量，叫发光强度。
发光强度的单位在历史上采用“烛光”。1烛光的意思是规定为一支鲸脑油制成的标准蜡烛，以规定的速度燃点时，在水平方向上的发光强度。科学的发展证实这个规定十分粗糙，既不严谨也不科学。现在把发光强度的单位叫做“坎德拉”(英文Candela)，原意是蜡烛。不过它的含义已不同了，1979年国际计量大会所通过的坎德拉的概念，可以理解为有一个发出555nm波长的绿色光源。当发光频率为544×1012Hz时，如果其能量强度达到1/683瓦特每球面度(W/sr)（这时发光强度已达到1流明/球面度），则这个点光源的发光强度为
1坎德拉，单位符号是cd,家庭照明常用的白炽灯饱的发光强度是多少呢?一支蜡烛的发光强度约为1 cd，国产100w的普通白炽灯饱的发光强度约为l00cd,现在普通白炽灯泡的标准规格是按瓦数区分的，即常说的15W等不同功率的灯泡。而一些年岁大的人，还有把多少瓦说成多少“支”烛光。这一常识营业员是应知道的，消费者购买灯泡时也宜统一称瓦数为好。
2.光通量
光源发光时总要消耗其它形式的能量。如电灯发光就要消耗电能。照射在物体上的光能又会转化成其它形式的能。如白炽灯泡在短距离内照在人体上有发热的感觉，晒太阳皮肤会发黑，就是光能转化成了化学能。光源发光时，不断向四周空间辐射出光能。设光源在t秒内总共辐射出的光能是W，我们就把辐射出光能W与辐射所经过的时间t之比，叫做光源的光通量。如果在t秒内通过物体某一面积的能量是W，就把通过这一面积的光能W与照射时间亡的比，叫做通过这一面积的光通量。
光通量的单位名称是流明lumen，单位符号是lm。流明的概念是:发光强度为1坎德拉(cd)的各方向发光强度都相同的点光源，在单位立体角1个球面度(sr)’一内所发出的光通量为1流明(1m)，11m=1cd·sr。如果点光源在任何方向上都具有1cd的发光强度，则它发出的总光通量就是4πlm，即12.6lm恰巧国产白炽灯泡每消耗1W电能所发出的光通量也约为12.51m，两者非常近似。而一支蜡烛的发光强度约为lcd，所以有的老年人习把“瓦”说成“支”，是不无道理的。但不是法定计量单位。
光源发出的光通量越大，意味若辐射的能量越多，对人眼引起的感觉越明亮。所以光通量是衡量光源发光多少的一个指标，是说明灯抱发光水平的一个量。如15W的普通灯泡的光通量为110lm，25W的普通灯泡的光通量为2201m，15W的直管形荧光灯的光通量为450lm。光通量参数见表2一4。显然，大功率的白炽灯泡比小功率白炽灯的光通量大得多，而荧光灯又比相同功率的白炽灯抱的光通量大得多。光通量越大的光源越明亮。营业员和消费者都应当知道一般常用的光源（灯泡与荧光灯)的光通量：一般家庭照明用的普通灯15~100W的光通量为110~1250lm，直管形荧光灯6-40W的光通量为160~2000lm.
3.光照度(简称照度)
在日常工作和生活中，人们能否看清一个物体，或能否辨别物体上极细微的部分，这与物体表面被照明的程度有关。
物体表面被照明程度如何，这与光源照射到物体表面的光通量有关。如果物体表面积大小一定，照射在表面上的光通量不同，这个物休被照明的程度也不同。反之，如果相同光通量照射在两个表面积大小不同的物体上，则这两个物体被照明的程度也不同。在照明科学中，是用光照度来描述或区别物体被照明的程度的。那么，什么是照度?物体表面上所得到的光通量(包括各方向射入的光通量)与这个被照射面积之比，叫做这个表面的照度。所以照度是表示受光表面被照明程度的一个量。
光照度的单位名称叫勒克斯，符号是lx。llx的光照度相当于llm的光通量均匀地分布在1m2表面上所产生的效果(此处所指1m2表面，可以是球面上的面积，也可以是平面上的面积)，即
lx=1lm/m2
照度的单位还有英尺烛光(fc)和辐透(ph).这些单位在我国都不是法定计量单位。
物体表面被照明的程度与光源的距离有关。光源在发出的光通量不变的情况下，被照表面距离光源越远，照度越小.即照度与距离成反比。所以人们学习时，将台灯移近一点，桌面或书面的照度就会大一些，字迹也要清楚一些。在家庭照明中，知道一些照度的量的概念，对于科学照明，保护视力都是有益的。一般学习的照度应不少于751x,在40w普通灯泡正下方lm处的照度约为30lx，加搪瓷伞形灯罩后，约可以增加到75lx。40W荧光灯正下方1.3m处的照度约为90lx
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