發光強度
描述光源给定方向上单位立体角内发光强弱程度的物理量
發光強度(Luminous intensity),在光度學中簡稱光強或光度[1]。用於表示光源給定方向上單位立體角內發光強弱程度的物理量,國際單位為坎德拉,符號:cd,以前又稱燭光、支光。
與通常測量輻射強度或測量能量強度的單位相比較,發光強度的定義考慮人的視覺因素和光學特點,是在人的視覺基礎上建立起來的。
形成的歷史
早年發光強度單位叫做燭光(candle),它是通過一定規格的實物為基準來定義的。最初的基準是標準蠟燭,後來用一定燃料的標準火焰燈以至標準電燈。但所有這些標準具在一般實驗室中都不易複製,很難保證其客觀性和準確性。
1948年第9屆國際計量大會決定用一種絕對黑體輻射器作標準,並給予發光強度以現在的命名:candela(cd,坎德拉)。
1967年第13屆國際計量大會上作修正,規定:「坎德拉是在 101325 N/m² 壓力(1個標準大氣壓)下,處於鉑凝固溫度的黑體的 1/6000000 m² 表面垂直方向上的發光強度」。
隨着現代照明技術和電子光學工業的發展,各種新型光源和探測器的出現,要求對各種複雜輻射能進行準確測量。而上述坎德拉的定義是以鉑在凝固點下的光譜成分為基點的,要換算到其它光譜成分,還要考慮相應的光度函數,此外上述定義沒有明確規定最大光功當量Kmax的值,影響整個光度學和輻射度學之間的換算關係。
1979年第16屆國際計量大會通過決議,廢除上述定義,規定新定義為:
坎德拉是發出 540 x 1012 Hz 頻率的單色輻射源在給定方向上的發光強度,該方向上的輻射強度為 1/683 W/sr。
物理表達式
在給定方向上的發光強度的物理表達式為:
式中:
光通量或可見光亮度的計算,可由下述公式計算:
- 為人眼對於彩色的感知能力,值=683.002 lm/W。K值使光通量的單位與輻射功率的單位得到統一。
- 為波長。
- ,也寫作 ,為標準光度函數;
- 為光譜分佈的功率強度,單位瓦每納米;
例如,一個燈泡的光通量是1000流明,平均向所有方向發出光,則發光強度是