各种光源之光度与光束比较

光源 光度I(cd) 光束ω(lm)
太阳 3x10 27 4x1028
月亮 6x10 15 8x1016
40W白炽灯 40 500
40W白色日光灯 250 3100
40W水银灯 100 1300

3 照度(E)

3.1 定义:
被照体单位面积上所受的光通量

3.2 单位:
勒克斯(lux)=流明/平方米
幅透(phot)=流明/平方厘米
米烛光:距离一烛光的光源一米处的点被照体表面上的照度。

3.3 关系式

照度=光度/距离2

E=I/r2
r为光源到被照物表面的距离

3.4 公式

E=dφ/dA
dA为被照体单位面积

当被照体倾斜,与光束成θ夹角时:

E=dφcosθ/dA

3.5 照度的矢量特性
照度具有矢量特性,遵循矢量法则。照度在垂直平面上的分矢量值,称为垂直面照度。照度在水平面上的分矢量,称为水平面度。在某点上，垂直面照度和水平面照度的合成矢量值，称为法线照度。

3.6 非平面照度
除平面照度外,还有两种与照明质量的主观印象有关的非平面照度,它们是平均球面照度和平均柱面照度。

平均球面照度:指放置在某点上的一个无限小的球体表面上的平均照度,称为该点的平均球面照度,它的量值与方向无关,有时也称之为标量照度。

假设一个点光源的光强值为I,某被照点与点光源的距离为d,则该点的平均球面照度:

E=I/4d2

平均柱面照度:指放置在某点上的一个无限小的圆柱体表面上的平均照度,称为该点的平均柱面照度,圆柱体轴线与入射光线要垂直,因此,它的量值与方向有关。

假设一个点光源的光强值为I,某被照点与点光源的距离为d,入射光线与被照面的夹角为&phi,则该点的平均柱面照度为:

E=Isin φ/πd2

各种光源之照度比较

光源 照度(lx)
太阳光(直射) 约10万
阴天(薄云) 3-7万
雨天 1-3万
阴暗天 1-2万
月光(月圆) 约0.2
星光 约0.0003
灯光(办公室) 500-1000

4 亮度

4.1 定义:
(1) 亮度(B):光源每单位面积所发出的光通量。
(2) 亮度(M):被照物体每单位面积所反射出的光通量。

4.2 单位:郎伯(lambert)
1郎伯=1流明/cm2

4.3 公式
B=φ/S
M=dφ/dA

4.4 反射系数(e)
被照物体亮度与照度之比为反射系数(e)。

e=亮度M/照度E
亮度M=ex照度E

5 辉度(L:Luminance)

5.1 定义:
光源体在某一方向上,每单位透影面积上所发出的光度。

5.2 单位:
尼都(nit)=烛光/平方米(1nt=1cd/m2)
斯迪伯(stilb)=烛光/平方里米(1nt=1cd/cm2)

5.3 公式
L=I/S 或L=dI/dS

5.4 关系式
亮度(lm/m2)=πx辉度(cd/m2)
M=F/S=4π I/S=πL

6 对比度(CONTRACT)