1 、輻射測定

輻射測定是測量電磁輻射的科學(xué)，此測量所涵蓋的光譜是基于物理常數(shù)層面上的。我們所關(guān)心的輻射特性是輻射功率和它在空間及角度的分布。

圖：光輻射對人眼的滲透。

首先要弄清楚輻射通量、輻射強(qiáng)度、輻射亮度、輻射照度四個基本概念。

1.1 輻射通量

這是源發(fā)射或者表面接收的發(fā)射功率。也可被定義為通過某特定區(qū)域或某立體角輻射能量的速率。

輻射通量的國際單位是瓦特（Watt）。

1.2 輻射強(qiáng)度

它被定義為從源發(fā)出的某角度內(nèi)的輻射密度。在特定方向上的輻射強(qiáng)度是整個源在那個方向上（呈錐體狀）所發(fā)出的所有輻射線的功率總和（例如每立體角的功率）。

輻射強(qiáng)度的國際單位是瓦特/球面度（Watt/sr）。

1.3 輻射照度

這是對照在某物體表面的輻射通量的測量（例如單位面積上的輻射通量）。

輻射照度的國際單位是瓦特/平方米（Watt/m2）。

1.4 輻射亮度

這是指輻射源的單位投影面積內(nèi)的輻射強(qiáng)度。

輻射亮度的國際單位是瓦特/平方米·球面度（Watt/m2·sr）。

2 、光譜輻射測定

光譜輻射測定是對在電磁波譜中某段波長的光能測量。 它能測量整個光譜段或是特定帶寬的波長。

2.1 光譜輻射亮度

特定光源的輻射亮度是一個定值，它是整個光譜段范圍內(nèi)的所有能量總和。 對于特定波長的能量值可用光譜發(fā)射亮度來測量。

光譜輻射亮度的國際單位是瓦特/平方米·球面度·納米（Watt/m2·sr ·nm）。

2.2 光譜輻射照度

這是對照在單位面積上的特定波長的輻射通量的測定。

光譜輻射照度的國際單位是瓦特/平方米·納米（Watt/m2·nm）。

3 、光度測定

電磁能量能以光的形式被人眼看見，所以光度測定是對電磁能量在心理與物理特性上的測定。 “亮度”這個形容光線的詞匯的使用，定義了光度測定應(yīng)根據(jù)人類的感知而進(jìn)行。

當(dāng)1942年，國際照明委員會（CIE）定義了人眼的平均敏感度后，光度測量就成了一門新興學(xué)科。 CIE測定了大量人類樣本的亮適應(yīng)數(shù)據(jù)，然后匯編進(jìn)CIE標(biāo)準(zhǔn)光度函數(shù)（明視覺曲線－正常狀態(tài)下的色彩感覺；暗視覺曲線－低照度情況下的非彩色感知。－見下圖）

圖：人眼對不同波長的相對敏感度。

光度測定的值與輻射測定的值相對應(yīng)，對應(yīng)關(guān)系為CIE的標(biāo)準(zhǔn)光視效率函數(shù)。 我們可以把光視效率函數(shù)想像成接近人眼表現(xiàn)的一塊濾鏡的轉(zhuǎn)換函數(shù)。- 見下圖

圖：輻射測定與光度測定的關(guān)系。

光度測定包括四個概念，稱為光通量、光強(qiáng)、照度、亮度。

3.1 光通量

光源以電磁波的形式輻射能量。 我們用通量來形容光能，光通量是對光源發(fā)射或是表面接收光能流量的測定。 通過估算與標(biāo)準(zhǔn)眼睛相對應(yīng)的光度效率的輻射，從輻射通量得到光通量的數(shù)值（CIE標(biāo)準(zhǔn)光視效率函數(shù)，Vλ）。

單位是流明(lm)

lm = 683 x W (Watt) x V λ

3.2 光強(qiáng)

這個描述了光源在某方向上的強(qiáng)度， 定義為發(fā)射到單位立體角內(nèi)的光通量值。

單位是坎德拉（cd）

1 cd＝1流明每球面度 （實際應(yīng)用時，一坎德拉大致等于一燭光。）

3.3 照度

這是對照在表面上的光通量的測定， 表述為流明每單位面積。

單位是勒克斯（Ix）

1 Ix＝1流明每平方米（Im/m2）
英制單位是尺燭光
1 尺燭光＝1流明每平方英尺（Im/ft2）

3.4 亮度

亮度也稱為光亮度。亮度是對發(fā)射自或反射自某一投影平面的通量的設(shè)定。 也可被想象為單位面積上的光強(qiáng)。

單位是坎德拉每平方米（cd/m2）,或者叫做尼特（nit）。
英制單位是尺朗伯（fl）。
1 fl＝3.426坎德拉每平方米

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