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光通量光照度计公式,郎特U技

2024-12-20

一、光通量计算公式探秘

Q一Q光通量的基本概?/h3>

光通量Qluminous fluxQ指人眼所能感觉到的辐功率,它等于单位时间内某一波段的辐能量和该LD늚相对视见率的乘积。由于h眼对不同波长光的相对视见率不同,所以不同L长光的辐功率相{时Q其光通量q不相等?/p>

光通量是按照国际规定的标准人眼视觉Ҏ(gu)评L(fng)辐射通量的导出量Q通常用符?ΦQ或 ΦrQ来表示。它与辐通量存在一定关p,其关pd中,Km 为光谱光视效能的最大|{于 683lm/WQV (λ) 为国际照明委员会(x) (CIE) 规定的标准光谱光视效率函敎ͼΦeλ 通量的光谱密集度。光通量的单位是 “流明”(W号QlmQ,在理Z其单位相当于?sh)学单位瓦特Q不q因视觉与光色有养I所以依标准光源?qing)正常视力度量采?“流明?作ؓ(f)单位。例如,一?40W 的普通白炽灯的标U光通量?360lmQ?0W 日光色荧光灯的标U光通量?2100lmQ?400W 标准型高压钠灯的光通量可达 48000lm?/p>

另外Q还有光视效能这一概念Q它是光通量与相应的辐射通量之商Q单位是 lm/W。对于复合辐,其符号ؓ(f) KQK=Φ/Φe。L长ؓ(f) λ 的单色辐的光视效能W号?K (λ)Q称为光谱光视效能,Km ?K (λ) 的最大|x大光谱光视效能。在明视觉条件下QKm 位于频率?540×10¹Hz 处(λ=555nm 处)Q?977 q国际计量委员会(x)采用频率?540×10Hz 的单色辐的最大光谱光视效?Km=683lm/WQ在暗视觉条件下QK′m=1754lm/W?/p>

光谱光视效率函数也叫视见函数Q它是在特定光度条g下,视亮度感觉相{的波长?λm ?λ 的两个辐通量之比Q以W号 V (λ) 表示Qλm 选在最大比值等?1 处。在明视觉条件下Q适应亮度大于几个坎d拉每qxcIQλm=555nmQ此?V (λ)=1Q在暗视觉条件下Q适应亮度于 0.01cd/m̔Q的光谱光视效率函数以符?V?λ) 表示Q其最大g|向短L方向UdQ在 λ′m=507nm ӞV?λ)=1?/p>

从物理单位角度来看,光通量可以理解为每单位旉到达、离开或通过曲面的光强度Q也可以说是灯发出亮光的比率。如果将光作为穿空间的_子Q即光子Q,那么到达曲面的光束的光通量?1 U钟旉间隔内撞?yn)L面的_子数成一定比例。h眼只Ҏ(gu)L长位?380nm - 780nm 的可见光有反应,?fn)惯上把低?380nm 的光波称为外线QUltravioletQ简U?UVQ,把高?780nm 的光波称为红外线QInfraredQ简U?IRQ,q一点也反映在了视见函数 V (λ) 中,V (λ) 描述了h眼对不同波长的光的反应强弱。MQ光通量是用于说明光源的辐能通量对h眼所引v视觉的物理量?/p>

Q二Q光通量具体计算公式

光通量的计公式ؓ(f)Q?Km∫Φ(λQVQλ)dλ 。式中,Φ 表示光通量Q单位ؓ(f)明QlmQ;Km 的光谱光视效能的最大|单位?Lm/WQ?977 q由国际计量委员?x)确?Km gؓ(f) 683Lm/WQλmQ?55nmQ;ΦQλ)为光p通量QVQλ)是相对光谱光视效率(也就是视见函敎ͼ?/p>

单来_(d)q个公式体现的就是单位时间内某一波段的辐能量和该LD늚相对视见率的乘积关系来计光通量。例如对于某一波长 X 的单色光Q其辐射功率?P (X)Q相对视敏函Cؓ(f) Vs (X)Q则可以定义光通量?Y (X)=P (X)*Vs (X)。当 P (X) 以瓦为单位时QY (X) 的单位ؓ(f)光瓦Qƈ且只有当 X=555nm Ӟ1 瓦光辐射功率产生 683lmQ流明)的光通量。由于h眼对不同波长的光的视见函C同,所以不同的波长的光的辐功率即使相{,其光通量q不相等Q比如L长ؓ(f) 5500Å 的绿光与波长?6500Å 的红光辐功率相同时Q前者的光通量为后者的 10 倍?/p>

二、光照度计算公式解读


Q一Q光照度的概念阐?/h3>

光照度(IlluminanceQ指的是被摄M表面单位面积上受到的光通量Q单位ؓ(f)勒克斯(LuxQ简U?lxQ,1 勒克斯相当于 1 明 / qxcI也就是被摄主体每qxc的面积上,受距Mc뀁发光强度ؓ(f) 1 烛光的光源垂直照的光通量。它从另一个角度来反映光源亮不亮,不过是对被照地点而言的,与被照射物体本n无关?/p>

光照度在很多斚w都有着重要意义Q比如它是衡量拍摄环境的一个关键指标。在不同的环境下Q光照度有着常见的数D_(d)像阳光直(正午Q下Q光照度能达?110,000 lx 左右Q阴天室外大U是 1000 lxQ商场内通常?500 lxQ阴天有H室内一般是 100 lxQ普通房间灯光下大概也是 100 lxQ而满月照下仅ؓ(f) 0.2 lx {。同ӞZ保护眼睛便于生活和工作,在不同场所下对于光照度的大是有相应规定的Q例如机房不得低?200 lx。我们可以用照度表Q也叫勒克斯表、lux 表)来测量光照度Q相对其他一些光度学相关的量来说Q照度是比较Ҏ(gu)量的,而且照度表h(hun)g较ؓ(f)便宜Q几癑օ?yu)p买到?/p>

Q二Q不同场景下光照度计公?/h3>

1. 室内照明利用pL法计^均照?/h4>

利用pL法求q_照度Q也叫流明系数法Q常用的公式为:(x)q_照度QEavQ? 单个灯具光通量QΦ)× 灯具数量QNQ?I间利用pLQCUQ?l护pLQKQ?地板面积Q长 × 宽)?/p>

在这个公式里Q单个灯具光通量QΦ)指的是这个灯具内所含光源的裸光源d通量倹{空间利用系敎ͼCUQ体现的是从照明灯具攑ְ出来的光束有癑ֈ之多能够到辑֜板和作业台面Q它与照明灯L(fng)设计、安装高度、房间的大小以及(qing)反射率的不同情况相关Q所以照明率也会(x)随之变化。例如常用灯盘在 3 c_右高的空间用时Q其利用pL CU 可取 0.6 - 0.75 之间Q?zhn)挂灯铝罩Q空间高?6 - 10 cxQ利用系?CU 取D围在 0.7 - 0.45Q筒灯类灯具?3 c_右空间用,其利用系?CU 可取 0.4 - 0.55Q像光带支架cȝ灯具?4 c_右的I间使用Ӟ其利用系?CU 可取 0.3 - 0.5Q不q这些都只是l验数|仅供_略估算使用Q若要精计具体数值需q兛_怹面提供对应参数。维护系敎ͼKQ则是考虑C随着照明灯具的老化Q灯具光的输力降低,q且随着光源使用旉的增加,光源?x)发生光衎ͼ以?qing)戉K灰尘U篏致ɽI间反射效率降低{因素,最l导致照度下降而乘上的pL。一般较清洁的场所Q如客厅、卧室、办公室、教室、阅d、医院、高U品牌专卖店、艺术馆、博物馆{维护系?K ?0.8Q一般性的商店、超市、营业厅、媄剧院、机械加工R间、R站等场所l护pL K ?0.7Q而污染指数较大的场所l护pL K 则可取到 0.6 左右?/p>

2. 点光源、^行光源光照度计算

对于点光源,其光照度计算公式为:(x)光照度(lxQ? 光通量QlmQ? 4πd̔。这里面Qd 表示的是量点到光源的距,4π 是单位球面积的面U。这个公式表明了点光源生的光照度和光通量成正比,与测量点到光源距ȝqx成反比关p,也就是距ȝ光源远Q光照度?x)越弱?/p>

而^行光源的光照度计公式是Q光照度QlxQ? 光通量QlmQ? 量面积Qm̔Q?cosθ。在q个公式中,θ 是光U与法线的夹角,该公式体现出光照度不仅和光通量、测量面U有养Iq受到光U与法线夹角的媄响,夹角不同Q光照度也会(x)相应变化?/p>

三、光通量与光照度计算公式的实际应?/h2>


Q一Q生zd景中的应用示?/h3>

在日常生zMQ光通量与光照度计算公式有着诸多实用之处。比如我们在选择戉K照明瓦数Ӟ可以利用光照度计算公式来确定合适的灯具。以普通房间ؓ(f)例,通常希望整体照度能达?100 勒克斯左叻I我们可以先预估房间的面积Q然后根据灯L(fng)光通量以及(qing)I间利用pL、维护系数等Q通过q_照度QEavQ? 单个灯具光通量QΦ)× 灯具数量QNQ?I间利用pLQCUQ?l护pLQKQ?地板面积Q长 × 宽)q个公式Q来计算需要安装多瓦数、具备多光通量的灯兗?/p>

又比如布|室内灯hQؓ(f)了让光线分布更加均匀舒适,我们可以q用点光源的光照度计公式光照度QlxQ? 光通量QlmQ? 4πd̔Q合理安排灯具之间的距离以及(qing)与各个需要照明区域的距离。如果灯兯M桌过q,Ҏ(gu)公式可知光照度会(x)变弱Q那么看书学?fn)时可能׃?x)觉得光线不、容易视疲劳Q而距过q又可能D局部光U过强,产生眩光{不舒适的情况。通过U学q用q些公式Q我们既能满生zM的照明需求,营造舒适的光照环境Q又能实现节能环保,避免不必要的?sh)力费?/p>

Q二Q专业领域的应用举例

在摄影领域,光照度的准确控制臛_重要。对于摄影师来说Q不同的拍摄场景、拍摄对象都需要特定的光照度来呈现出理想的效果。比如在室内拍摄人像Ӟ要依据模Ҏ(gu)处位|、背景以?qing)想要营造的氛围{,利用光照度计公式准配|灯光设备的光通量、调整灯光到模特的距ȝ。像拍摄商业人像Q可能需要较高且均匀的光照度来展Ch物皮肤质感、服装细节等Q这时就可以通过点光源、^行光源光照度计算公式_计算出每个补光灯的摆放位|和光通量大小Q以辑ֈ专业的拍摄照明要求?/p>

在体育场馆照明方面,更是M开q些计算公式。无论是大型球场、篮球场q是游泳馆等Q都需要保障运动员、观众以?qing)?sh)视{播等不同需求下的合适光照条件。以球Zؓ(f)例,Z让球员在球场上能清晰地看到球的位|、周围队友和Ҏ(gu)的动作,同时满?sh)视转播画面的高质量呈现Q照明设计师?x)根据场地面U、灯h能{,q用相应公式计算出所需灯具数量以及(qing)如何合理布置灯具Q得整个场地的光照度既能达到国际规定的标准Q水q照度和垂直照度均匀度也W合要求Q确保比赛能在良好的照明环境下顺利进行。MQ在q些专业领域Q光通量与光照度计算公式是进行精准照明设计、灯具配|?/p>

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