光照度小常识

1967年法国第十三届国际计量大会规定了以 坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位,为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。为使您了解和使用便利,以下将有关知识做一简单介绍:
光照度小常识1.
烛光、国际烛光、坎德拉(candela)的定义
在每平方米101325牛顿的标准大气压下,面积等于1/60平方厘米的黑体(即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体),在纯铂(Pt)凝固温度(约2042K1769)时,沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。并且,烛光、国际烛光、坎德拉 三个概念是有区别的,不宜等同。从数量上看,60 坎德拉等于58.8国际烛光,亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2.
发光强度与光亮度
发光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cdLcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时,则光强为I=F/ΩΩ为立体角,单位为球面度(sr,F为光通量,单位是流明,对于点光源由I=F/4 。光亮度是表示发光面明亮程度的,

指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。对于一个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值:单位cd/m²
太阳:1.5*10 ;日光灯:(5—10*10³;月光(满月):2.5*10³;黑白电视机荧光屏:120左右;彩色电视机荧光屏:80左右。
3.
光通量与流明
光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同,眼睛对各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮程度,在各色光中,黄、绿色光能激起大的明亮感觉。如果用绿色光作水准,令它的光通量等于辐射能通量,则对其它色光来说,激起明亮感觉的本领比绿色光为小,光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是流明,是英文lumen的音译,简写为lm。黑体在铂的凝固温度下,从5.305*10³cm²面积上辐射出来的光通量为1lm。为表明光强和光通量的关系,发光强度为 

1 坎德拉的点光源在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为1六名。一只40W的日光灯输出的光通量大约是2100流明。
4.
光照度与勒克斯
光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯,是英文lux的音译,也可写为lx。被光均匀照射的物体,在1平方米面积上得到的光通量是1流明时,它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源,常在光源上附加一个反射装置,使得某些方向能够得到比较多的光通量,以增加这一被照面上的照度。例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。
以下是各种环境照度值:单位lux
黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;阴天室内:5—50;阴天室外:50—500;晴天室内:100—1000;夏季中午太阳光下的照度:约为10*9次方;阅读书刊时所需的照度:50—60;家用摄像机标准照度:1400

所谓冷光,就是只发光而不产生热的光
生物发光属于冷光,发热极少,发光效率极高,几乎95%以上的化学能直接转化为光能,真正做到了“有一分热发一分光”。而且冷光不
 

会遇火爆炸,是一种非常经济和安全的光源。
奇妙的冷光早就引起世界科学界的注目。1900年柏林的世界博览会上就展出过轰动一时的**灯。在今天,人们通过研究生物发光机理,进而模仿生物发光,研制理想化学冷光源,以广泛应用于生产和生活的照明。本世纪70年代,美国科学家发现如果把荧光素和激发剂两种化学物质放到一起,发生化学反应,能产生冷光。据此,他们把这两种化学物质放入塑料管内,中间用玻璃隔开,当需要使用时,只要把塑料管折弯,两种化学物质就混到一起,发出冷光。于是这只塑料管便成了一盏奇妙的灯。
科学家还发现利用电子、电场、基本粒子激发,能使好多物质发出冷光来。比如月光灯也是冷光的一种。当通电后,在电场作用下,它里头水银蒸气发出了紫外线,激发了灯管内壁上涂的硫化锌和硫化钙等荧光物质,于是发出了冷光。早在1936年,法国物理学家德蓁特劳曾发现强的交流电能使某些荧光物质发光,也就是不必先激发出紫外线,而将电直接转化为光。他把这种现象叫做“电致发光”。现在不少科学家正继续从事这个研究,不断探索其中奥秘。一些科学工作者正在着手进行把一些荧光物质掺进塑料或玻璃中来制造一种叫做“电致发光板”的材料。将来,当你住在用电致发光材料做墙壁和天花板的房间里时,虽然没有电灯,而你却可以利用按钮来调节,使房间里散发着十分柔和的光。物理学家认为,可见光也是在一定频率范
 

围内的电磁波,只要使获得的电磁波在可见光的频率范围内,便能产生可见光。据报道,美国科学家曾将一枚火箭发射到250公里高空,它爆发性地释放出的钡气与太阳光作用后,竟然出现了范围达几十公里的好像“北极光”那样的光幕。
“冷光灯”只是一个统称,一般包含了荧光灯和LED等类别。
他们有一个共同点:不以热量来发光,自身温度也不高。
与冷光灯相反的有白炽灯(以钨丝发热为发光原理);金卤灯、钠灯(自身温度很高)。
冷光灯也会发热,只是发热比较少而已。
荧光灯的表面温度一般达到40
左右,LED的表面温度试功率不同,表面温度在3050
还有一些冷光灯,例如霓虹灯、冷阴极管、EL片 
 
我们用冷光灯在矿井下照明,不易使瓦斯爆炸,也保证了安全