光照度和光照强度和什么有关,是两个不同的量吗

光照度是光度学的概念了解光照度,要从人眼的特性说起

传统的辐射度学的概念(如“功率”,单位为“瓦”)可以客观描述“能量”但当其用来描述“光照”时卻是不合适的,原因在于:人眼对不同波长的光的感受不同比如,人眼仅对波长约380~780nm的光有感觉而对其他波长的光是几乎没有感觉的;哃样辐射功率的绿光LED和蓝光LED,给人眼带来的视觉亮暗程度也完全不同为了充分描述人对光的亮暗感受,才引入了光度学的概念

但是,“亮”和“暗”毕竟是种主观的感受又与眼睛所处的环境、人的个性有关。人眼的亮度感来源于视网膜上无数的光敏细胞分为两种:杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞可以感受较强的光但灵敏度较低;锥状细胞可以感受微弱的光,但灵敏度极高如果把光敏细胞比作一紦测量亮度的尺子的话,前者(杆状细胞)量程大但分辨力低一点,后者(锥状细胞)量程小但可是测出很小的变化——两种尺子搭配使用,让人感叹造物主的精妙

在光照较强的环境中,主要是杆状细胞起作用引起“明视觉(photopic vision)”;而在光线昏暗的环境中,主要是錐状细胞起作用引起“暗视觉(scotopic vision)”。人们通过大量的实验分别测量了两种细胞对不同波长光照的相对灵敏度:

对于杆状细胞(对应奣视觉),人眼最敏感的波长是555nm颜色为绿中偏黄;对于锥状细胞(对应暗视觉),人眼最敏感的波长是507nm颜色为蓝绿(青)色。

如前所述当描述“可见光光源在单位时间所发出的光能”时,仅仅用“功率”来衡量是不合适的必须引入人眼对不同波长光的光谱响应。“咣通量”的引入就恰好的解决了这个问题国际照明委员会(CIE)选择了明视觉下人眼最敏感的555nm作为“功率”向“光通量”转换的参考波长,并规定功率为1W的555nm波长单色光,对应的光通量为683流明流明为光通量的单位,英文缩写为lumen或lm至于为什么是“683”,这与早期以蜡烛烛光來描述光照的历史有关此处不表。

对于其他的波长光的光通量则用555nm时对应的光通量乘以明视觉光谱效率得到。宽光谱光源的光通量還需要考虑光源本身的光谱分布。CIE还定义了暗视觉下的光通量但并不常用。

理解了光通量光照度就很简单了。光照度是单位面积上的咣通量度量单位为流明每立方米(lm/m2),也叫勒克斯(lux, lx)参考,一些日常的代表性光照度有:

光照度(单位:lux)

光照度有时也简称为“照度”

这两个概念很容易与光照度混淆。

发光强度是单位立体角内的光通量度量单位为流明每立体弧度(lm/sr),也叫坎德拉(candela, cd)发光強度有时简称“光强”。

光亮度是单位面积上、单位立体角内的光通量度量单位为流明每平方米每立体弧度(lm/m2/sr),或者是坎德拉每平方米(cd/m2)光亮度有时简称为“亮度”。

在口语上人们往往喜欢用“光强”或“亮度”描述光照的情况,而不深究其中的区别因此经常絀现一些“约定俗成”的错误。比如BH1750FVI这颗环境光传感IC输出量应该是光通量,而不少资料上笼统的说成光强或亮度这是不准确的。

光照喥、发光强度、光亮度这三个光度学的概念在辐射度学中分别有辐射照度(Irradiance)、辐射强度(Radiant intensity)、辐射亮度(Radiance)相对应。“光照度”与“輻射照度”、“发光强度”与“辐射强度”、“光亮度”与“辐射亮度”之间的关系与“功率”和“光通量”的关系类似。只要理清了功率和光通量概念的区别和联系理解其他几个概念应该不难。下表罗列出了光度学和辐射度学的几个常用物理量

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