照度发光强度的单位分别是,发光强度和照度
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|制作:科普中国
制作人:陈鑫
出品单位:中国科学院计算机网络信息中心
到上一篇为止,作者已经依次介绍了五个国际基本单位:时间“秒”、长度“米”、质量“公斤”、绝对温度“开尔文”、电流“安培”。这里我们继续介绍剩下的两个不太常见的国际基本单位。我们将首先介绍光度“坎德拉”和相关概念,下一篇我们将继续介绍物质质量的单位“摩尔”。
在日常生活中,光源的强度只能用暗、弱、耀眼、明亮等形容词来表达,而不能定量地表达。然而,科学实验中定量描述是必不可少的,光源的光度有自己的单位和定义。
光度的单位是“坎德拉”,符号是“cd”。它的定义是:坎德拉是一种单色辐射源,当特定方向的辐射强度为1/683 W/时,其发射频率为5.40 x 10^14Hz。 SR 的亮度。
稳定(sr) 是立体角的测量单位。面积为半径平方(r^2) 的球体表面与球心之间的角度等于1 球面度。球体的表面积为4r^2,因此整个球体的球面度为4。
如图所示,红色部分为1球面度。球面度的概念对于理解以下概念很重要:球面度对应于立体中的角度,距离光源越远,它所包围的面积就越大。
辐射强度表示单位时间内通过该球面度的光的能量。 5.40 单色辐射源对此波长的光最敏感。
1个立体角
下面我来解释一下这个定义。这个定义很难直观地理解,但作者尝试从光子数的概念来解释,使其更加直观。
“光子”图
所谓“光子”是光的载体。我们通常看到的光由许多光子组成。光子的能量与其频率之间的关系如下。
如果h是普朗克常数,则当前的精确值为6.626069934 x 10^-34 kg·m^2/s,
这是光子的频率。根据这个关系,我们可以计算出“坎德拉”光源每单位时间发出的光子数量。
通过简单的乘除计算,我们可以得出1cd的光度需要频率为5.40 x 10^14Hz的单色辐射源。单位时间内穿过1 球面度的光子数约为
因此,发光强度“坎德拉”与光源每单位时间发出的光子数直接相关。
例如,单位“流明”有时用于投影仪参数。
“流明”是光通量的单位,符号为lm,如果光源在1球面度的面积内发出1cd的发光强度,则该球面度的总光通量将为1lm。
简单来说,光通量(lm)=发光强度(cd)和球面度(sr)。光通量表示单位时间内通过参考截面对应的球面度的光能量的多少。换句话说,就是单位时间内穿过被照射物体对应的球面度的光子总数。
下面,我们将介绍“亮度”、“照度”、“曝光”等一些相关概念。
“亮度”是指人眼实际感知到的物理量,如发光物体或被照射物体表面的发光强度、反射光的强度等,单位为坎德拉/平方米。这个物理量主要用来描述在一个立体角内发出或反射多少光,也可以描述人眼在观看反射面时所能接收到的光通量。 “亮度”这个物理量主要用来表示发光物体和反射面的亮度,在实际应用中通常用来描述显示屏的特性。
曝光计
“照度”的单位是“勒克斯”,它表示被照亮物体在单位面积上接收到的光通量。根据定义,我们可以轻松得出“勒克斯”为1 勒克斯=1 流明/平方米=1 坎德拉球面度/平方米。 “照度”用于描述给定表面每单位时间接收到的光量。一般环境的“照度”值如下表所示。
阳光明媚
10,000 勒克斯
阴天
1,000 勒克斯
晚上
10勒克斯
日落前的那一刻
1勒克斯
满月
0.1勒克斯
星光
0.001勒克斯
“亮度”和“照度”这两个词的含义相似,经常被混淆,但实际上它们有很大不同。从上述定义可以看出,“亮度”主要用来描述单位时间内从物体表面发出或反射的光量,而“照度”一词主要用来描述物体表面发出或反射的光量。单位时间内从物体表面发射或反射的光量。用于表示光量。单位时间内物体表面的变化。
最后一个概念是“曝光”,我们经常听到哪些照片曝光过度,哪些照片曝光不足。曝光的单位是勒克斯秒,因此相机胶片的曝光量与其接收光线的时间是一个简单的乘法。换句话说,曝光是指物体表面接受到的光量,接受光的时间越长,曝光量就越大。
上述概念中最基本的单位是光度“坎德拉”,七个国际基本单位之一。其他概念、单位“光通量”、“亮度”、“照度”和“曝光”也源自“坎德拉”。
电路原理图
上面包含了很多概念,很难一下子区分。我想看上图就很容易理解了,但是请记住,光度的单位是“坎德拉”,代表光源的强度,“亮度”主要代表亮度。 “照度”主要用来表示物体表面接收到的入射光的量。
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