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光度学的几个基本概念(二) 
【 来源: 】 【 发布时间:2009-07-23 】 【 字体:

 
3、光照度(E,Illuminance),单位勒克斯即lx(以前叫lux)。

  定义:1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度

  解释:光照度是对被照地点而言的,但又与被照射物体无关。一个流明的光,均匀射到1m2的物体上,照度就是1 lx。照度的测量,用照度表,或者叫勒克斯表、lux表。事实上,照度是最容易测量的了(相对其它三个量),照度表很便宜就可以买到(几百元)。为了保护眼睛便于生活和工作,在不同场所下到底要多大的照度都有规定,例如机房不得低于200 lx。阳光下的照度是自然界里面很大的也很常见的了,为11万lx左右(自己实测)。我刚才测量了一下,房间是3.8mx6.5m,有12个20W的日光灯管,桌面照度为400勒克司。

  常见照度(勒克司):

  阳光直射(正午)下,110,000

  阴天室外,1000

  商场内,500

  阴天有窗室内,100

  普通房间灯光下,100

  满月照射下,0.2

  4、一个综合计算的例子。

  一个普通40瓦的白炽灯泡,其发光效率大约是每瓦10流明,因此可以发出400流明的光。我们可以认为灯泡在空间上发光是均匀的,那么距离该灯泡1米处,其照度为400/12.56=32勒克司。其中12.56 = 4π,就是半径1米的球体的表面积(已经假设400流明的光是均匀分布在这个球体上的)。再假设被照射物体是某种绿色漫反射的,反射率是15%,那么,这个绿色物体被照射后就成为被动发光的,其表面亮度是15% * 32 / π = 1.5尼特。

   5、Q&A

  问1、如何把LED的光会聚到一点?

  答1,这是不可能的。光学上有个定律,叫做像的亮度永远不大于光源的亮度。

  LED是有发光面积的,因此有亮度,要是把全部或者大部分光会聚成很小的区域,其亮度就超过LED本身的亮度了,因此是不可能的。

  为了尽可能的会聚,只能增大反光碗/聚光镜的尺度。用组合透镜或者其它办法无济于事。

  问2,如果有一个电光源,可以把全部的电功率转化成白色的可见光,理论上的效率有多高呢?

  答2,上面已经说过,要根据白色光的光谱而定。对于太阳光来讲,为94流明/瓦。CIE1931色度系统的光效是很差的,因为红色选择了700nm的长波。相比之下,CRT电视或者是LED 电视的光效就高得多,为300流明/瓦。

  问3,照度和被照物体的亮度有什么关系?

  答3,亮度=反射率*照度/π

  问4,激光为什么亮度高?

  答4,激光是在两端严格平行的谐振腔内多次谐振而发射出来的,因此平行度非常高,发散角非常小。又因为亮度是单位立体角内所发出的光流,因此作为分母的立体角度就很小,亮度自然就高了。高亮度的激光体现在可以传播非常远而不发散,或者在近处可以会聚成非常小的光斑。

  问5,如何测量手电或者LED的发光强度?

  答5,在黑暗中把照度表的探头放到地上,距离1米处的把手电或LED向下照射测得照度的勒克司值,就是其发光强度的cd值。

  问6,如何用照度计测量亮度?

  答6,亮度计和照度计是两个东西,不能直接替代的。亮度计是测量发光体的亮度的,而照度计是测量被照射地点的照度的。但是,如果想知道比较大一些面积的发光体比如灯箱的亮度,同时这个物体触手可得,那么可以用照度计的探头直接贴在发光体上,读出勒克司值后再乘上一个系数,就是亮度的尼特值。

  问7,如何测量一个灯泡的发光效率?

  答7,可以用照度表,黑天在室外找一个相对较暗且空旷的地点,需要一个比较稳定的电源和照度表。空旷的目的是不要有反射光照射到照度表上,因此测试时身体尽量远离灯泡和照度表,照度表表头距离灯泡中心1m处测得照度值为E,则

  效率 = 4 * π * E / N,结果单位是流明/瓦,其中N为灯泡功率

  例如灯泡为N=40W,读数为E=35.0 lx,那么效率就是 12.56 * 35 / 40 = 11流明/瓦

来源:手电专卖区

2009-07-23  浏览次数:0
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