光通量和光照度什么關系？光通量和光照度怎么測量？

光源在單位時間內發出的光量稱為光源的光通量，而光照度表示被照射主體表面單位面積上所受到的光通量。那么，光通量和光照度什么關系？光通量和光照度怎么測量？本文為大家做了簡要的介紹，對光源知識感興趣的朋友可以了解一下！

光通量和光照度的定義：

1.光通量

在(zai)單位時(shi)間內，光(guang)源(yuan)向周圍空(kong)間輻(fu)射的能(neng)量(liang)(liang)(liang)稱(cheng)為(wei)輻(fu)射能(neng)通(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)，簡稱(cheng)輻(fu)通(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)，一般光(guang)源(yuan)的輻(fu)通(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)中包(bao)含各種波(bo)長(chang)(chang)的輻(fu)通(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)，其中波(bo)長(chang)(chang)為(wei)400～700納(na)米的輻(fu)通(tong)(tong)量(liang)(liang)(liang)可以引(yin)起視覺(jue)。

在單位(wei)時(shi)間(jian)內(nei)，光源向周圍空間(jian)輻(fu)射的(de)(de)使人眼(yan)產生光的(de)(de)感(gan)覺的(de)(de)能量(liang)(liang)稱為(wei)光通(tong)量(liang)(liang)，符(fu)號為(wei)Ф，單位(wei)為(wei)流明，簡稱流。需要(yao)說明，400～700 納米范圍內(nei)的(de)(de)輻(fu)通(tong)量(liang)(liang)也只(zhi)有一(yi)部分轉化為(wei)光通(tong)量(liang)(liang)。1流的(de)(de)光通(tong)量(liang)(liang)，相當于(yu)波長為(wei)555納米的(de)(de)單色輻(fu)射功(gong)率為(wei)1/683瓦時(shi)的(de)(de)光通(tong)量(liang)(liang)。

光通量是電光源的(de)一個(ge)重要參數(shu)，是照明設(she)計的(de)必備數(shu)據(ju)。但評價電光源的(de)特性(xing)優劣則常以光視效能為依(yi)據(ju)。電光源的(de)光視效能以消耗(hao)1瓦電功率產生多少流光通量表示(shi)，單位(wei)是流/瓦。光視效能越高越好。

2.光照度

照(zhao)度(du)是指(zhi)受照(zhao)物體表面單位(wei)面積上(shang)所投射(she)的光通量，符(fu)號為E，單位(wei)為lx（勒克斯(si)）。

如果光通量(liang)重均勻地投(tou)射在面積為(wei)A的表面上，則(ze)該表面的平(ping)均照(zhao)度值為(wei)：E=Ф/A。

式中：

E——被(bei)照面的平(ping)均照度(du)（lx）；

Ф——被(bei)照面所接受的(de)光通量（lm）；

A——被照面的面積（m²）。

照(zhao)度的(de)單位為1x（勒克(ke)斯），1lx表示1lm的(de)光通(tong)量均勻分布在1m2的(de)被照(zhao)面上，即1lx=1lm/1m2。陰天(tian)中(zhong)(zhong)午(wu)時(shi)室外的(de)照(zhao)度約為8000～200001x；晴(qing)天(tian)中(zhong)(zhong)午(wu)時(shi)室外的(de)照(zhao)度可達80000～1200001x。

光通量和光照度的關系：

照度表(biao)示被(bei)照面上(shang)接受的(de)光的(de)強弱(ruo)，是單位面積上(shang)所得到的(de)光通量。

如果要想求出距離一個光源rm處的光照度，可以設想一個以光源為中心、半徑為rm的球面，球面內側接受的光通量是均勻的，這個球面的面積A為A=4π·r2，照度 E等于光通量除以面積，即E=Фv/A=Фv/4π·r²（lx）。

例(li)如，一個發(fa)光(guang)強(qiang)度為(wei)(wei)1cd的點(dian)光(guang)源(yuan)，均勻發(fa)出的光(guang)通量為(wei)(wei)4πlm，距離這個點(dian)光(guang)源(yuan)1m位(wei)置(zhi)(zhi)的照度為(wei)(wei)1lx。距離這個點(dian)光(guang)源(yuan)2m位(wei)置(zhi)(zhi)的照度則為(wei)(wei)（1/4）1x。

反之(zhi)，如(ru)果已知照(zhao)(zhao)度(du)(du)E和被(bei)(bei)照(zhao)(zhao)面(mian)積A，也可以求出光(guang)(guang)通(tong)量Фv=EA，光(guang)(guang)通(tong)量等于照(zhao)(zhao)度(du)(du)乘(cheng)以面(mian)積。如(ru)果被(bei)(bei)照(zhao)(zhao)面(mian)積上(shang)照(zhao)(zhao)度(du)(du)是不均勻(yun)的，可把被(bei)(bei)照(zhao)(zhao)面(mian)積劃分為(wei)多個小面(mian)積△A1……△An，測出每個小面(mian)積上(shang)的照(zhao)(zhao)度(du)(du)E1……En，用(yong)近(jin)似(si)公(gong)式計算，即每個小面(mian)積與其上(shang)的照(zhao)(zhao)度(du)(du)相乘(cheng)，再全相加得到光(guang)(guang)通(tong)量。

如果劃分(fen)的 n 個(ge)小面積其面積全(quan)相(xiang)等，則：Фv=A [（E1+……+En）/n]。

這是常用的(de)計算投(tou)影(ying)(ying)機光通量的(de)方(fang)法，平(ping)均照度乘以投(tou)影(ying)(ying)面積。例如，如果平(ping)均照度為10001x，投(tou)影(ying)(ying)面積為3m2，簡單相乘可知(zhi)光通量為30001m。

光通量和光照度的測量方法：

1.光通量的測量方法

光(guang)源(yuan)的(de)(de)發光(guang)強(qiang)度是(shi)(shi)光(guang)度學中的(de)(de)基(ji)本量，而且由(you)發光(guang)強(qiang)度可以(yi)導出其他光(guang)度量。但要(yao)表征(zheng)光(guang)源(yuan)的(de)(de)特性，單以(yi)光(guang)源(yuan)的(de)(de)發光(guang)強(qiang)度來表示(shi)是(shi)(shi)不(bu)完全的(de)(de)，這是(shi)(shi)因為(wei)一般光(guang)源(yuan)在(zai)各(ge)個(ge)方向上的(de)(de)的(de)(de)發光(guang)強(qiang)度并不(bu)一致，故只有用總(zong)光(guang)通量來說(shuo)明更為(wei)合適。

對各向同(tong)性的點光(guang)(guang)源，其光(guang)(guang)通量(liang)Φ=4πI，所以只要測得發光(guang)(guang)強度，乘以4π，即為光(guang)(guang)通量(liang)Φ。但是實際(ji)光(guang)(guang)源都(dou)有一(yi)定的尺(chi)寸，而且在各個方(fang)向上又不(bu)均(jun)勻，故不(bu)能(neng)用Ф=4πI計算得到。

光通量(liang)的(de)測(ce)量(liang)方法：在積(ji)分球(qiu)內用已知光通量(liang)的(de)標準燈(deng)與(yu)被測(ce)燈(deng)作比較測(ce)量(liang)，從(cong)而定出被測(ce)燈(deng)的(de)光通量(liang)。

用(yong)積(ji)分球測量(liang)光通量(liang)，通常采用(yong)比較法（代替法），為此需要光通量(liang)標(biao)準燈。先將標(biao)準燈（其光通量(liang)為Φs）放入積(ji)分球內，點燃后，在窗口測得的照度Es應符合下列式(shi)子：

放入待測燈點然后(hou)，可測得的照度為(wei)Ec為(wei)：

比較以(yi)上兩個式(shi)子，可得待測燈的光(guang)通量為：

采用比較法(fa)測量光(guang)通量可以(yi)大(da)為減少由(you)球壁(bi)漫(man)反(fan)射(she)層(ceng)的(de)(de)(de)不均勻性(xing)、球壁(bi)涂料和窗口材料的(de)(de)(de)非中性(xing)（即涂料的(de)(de)(de)漫(man)反(fan)射(she)比和窗口的(de)(de)(de)透(tou)射(she)比與(yu)波長有關(guan)）等因素(su)造(zao)成的(de)(de)(de)影響(xiang)，但(dan)是(shi)不能消除由(you)于標(biao)準燈(deng)的(de)(de)(de)尺(chi)寸和結(jie)構與(yu)待測燈(deng)的(de)(de)(de)不相同(tong)(tong)而造(zao)成的(de)(de)(de)對(dui)球內壁(bi)漫(man)射(she)光(guang)的(de)(de)(de)吸收情況不同(tong)(tong)的(de)(de)(de)影響(xiang)，也不能消除標(biao)準燈(deng)與(yu)待測燈(deng)的(de)(de)(de)相對(dui)光(guang)譜功率分(fen)布及空(kong)間分(fen)布不同(tong)(tong)產生的(de)(de)(de)影響(xiang)等等，在測量時應考(kao)慮采取修(xiu)正的(de)(de)(de)辦法(fa)。

2.光照度的測量方法

照度測(ce)量是最(zui)流行的光度測(ce)量形式(shi)。一般都用物(wu)理照度計(ji)，即用光電(dian)探測(ce)器代(dai)替人眼的光電(dian)式(shi)照度計(ji)。

照度計(ji)的(de)(de)測(ce)量原理較簡單，整個探(tan)測(ce)器所(suo)接(jie)收的(de)(de)光通量除以(yi)探(tan)測(ce)器的(de)(de)面積，即(ji)為(wei)所(suo)測(ce)的(de)(de)照度，即(ji)E=Φ/A。

由于(yu)光(guang)電(dian)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)的(de)光(guang)譜靈敏度(du)分布(bu)不同于(yu)人眼的(de)光(guang)譜光(guang)視效率V（λ），故一(yi)般的(de)照度(du)計(ji)在(zai)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)前都裝有(you)V（λ）濾光(guang)器(qi)(qi)。一(yi)個(ge)照度(du)計(ji)是由帶V（λ）濾光(guang)器(qi)(qi)的(de)光(guang)電(dian)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)及電(dian)子放大(da)和讀數系(xi)統所組成(cheng)。過去(qu)廣泛采用(yong)硒(xi)光(guang)電(dian)池為探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)，這(zhe)是因為它的(de)光(guang)譜靈敏度(du)比其他探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)更接近人眼的(de)光(guang)譜光(guang)視效率V（λ）的(de)緣故。但由于(yu)硅(gui)光(guang)電(dian)元件(jian)(jian)的(de)靈敏度(du)、穩定性和壽命(ming)均較硒(xi)光(guang)電(dian)池為高，故近年來多采用(yong)硅(gui)光(guang)電(dian)池或硅(gui)光(guang)電(dian)二(er)極管(guan)代(dai)替硒(xi)光(guang)電(dian)池作(zuo)照度(du)計(ji)的(de)探(tan)測(ce)(ce)器(qi)(qi)件(jian)(jian)。

由于(yu)光(guang)電探(tan)測器所產(chan)生的光(guang)電流正比于(yu)所接(jie)收的光(guang)通量，測量時須將照(zhao)度(du)(du)計(ji)的光(guang)敏表面與被(bei)測照(zhao)度(du)(du)的表面重合，并盡量垂直(zhi)于(yu)光(guang)的照(zhao)射方向。所以讀數(shu)系統(tong)可(ke)直(zhi)接(jie)指示(shi)出所測的照(zhao)度(du)(du)值。

一般照度計(ji)的測量精度為10%左右，高精度的照度計(ji)可(ke)達3%～4%。