光源的光通量什么意思？光源光通量和光強(qiáng)度什么關(guān)系？

光源的光通量什么意思？光通量亦稱“光流”，它是光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量，是計(jì)量光源被人眼所觀察時(shí)呈現(xiàn)的光功率，光通量的單位為lm（流明）。那么，光源光通量和光強(qiáng)度什么關(guān)系？光源光通量怎么測(cè)量？下文對(duì)光源光通量的定義及測(cè)量方法做了介紹。

什么是光源的光通量？

光通量Ф：度量光源在單位時(shí)間內(nèi)向某立體角內(nèi)輻射的相對(duì)視見(jiàn)率的光能量，即人眼所能感覺(jué)到的光的輻射功率（輻射能量流速率）的物理量。

Φ=I·Ω

即單位時(shí)間某立體角內(nèi)的光輻射能量與相對(duì)視見(jiàn)率的乘積，亦即單位時(shí)間某立體角內(nèi)各波段的輻射能量與該波段相對(duì)視見(jiàn)率的乘積之和。

光源光通量的單位是什么？

（1）光通量的單位為流明lm（lumen）：發(fā)光強(qiáng)度為1cd且各方向發(fā)光強(qiáng)度均相同的點(diǎn)光源，在1球面度的單位立體角內(nèi)所發(fā)射出的光通量為1流明=1坎德拉·球面度，即1lm = 1cd·sr。

1cd點(diǎn)光源的總光通量為4π流明（因空間立體角共有4π球面度）。

若光源為均勻發(fā)光體，則該光源總光通量中Φ總為：

Φ=Ι·Ω=4π·Ι

（2）由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)之光的相對(duì)視見(jiàn)率不同，故此不同波長(zhǎng)之光的輻射功率相等時(shí)，其光通量并不相等。

例如，波長(zhǎng)555nm與650nm之光的輻射功率相等時(shí)，前者為后者光通量的10倍。

（3）不計(jì)相對(duì)視見(jiàn)率的輻射通量的單位為瓦（W）。

若某光源僅輻射555nm波長(zhǎng)的光能，且輻射能量為1瓦，則該光源所發(fā)出的光通量為683流明。（因1cd為1/683W/st，所以1W相當(dāng)于683cd·sr即683lm）。

顯然實(shí)際光源輻射的光譜絕非單一波長(zhǎng)，而非555nm波長(zhǎng)之光的視見(jiàn)函數(shù)又小于1，所以實(shí)際光源的光通量一般遠(yuǎn)比683lm為小。

光源光通量和光強(qiáng)度什么關(guān)系？

由于人眼對(duì)等能量的不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光輻射能所產(chǎn)生的光感覺(jué)是不同的，因此按人眼函數(shù)V（λ）來(lái)評(píng)價(jià)的輻射通量Φ（λ）即為光通量Φ，即：

（光通量評(píng)價(jià)公式）

式中：Km為明視覺(jué)的最大光譜光視效率函數(shù)，亦稱為光功當(dāng)量，它表示人眼對(duì)波長(zhǎng)為555nm處光輻射產(chǎn)生光感覺(jué)的效能，按國(guó)家實(shí)用溫標(biāo)IPTS-168的理論計(jì)算，其值為680lm/w。

光度學(xué)中最基本的單位是發(fā)光強(qiáng)度，單位為坎德拉（cd），它是國(guó)際單位制中7個(gè)基本單位之一。其定義為555nm的單色輻射在給定方向上的輻射強(qiáng)度為1/683W·sr時(shí)，在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。

光通量的單位為流明（lm），它是發(fā)光強(qiáng)度為1cd的均勻點(diǎn)光源在單位立體角（1sr）內(nèi)發(fā)出的光通量。

如果光源為點(diǎn)光源，并且是均勻發(fā)光體，那么光強(qiáng)（I）與光通量（Φ）符合距離反比平方定律。距離平方反比定律來(lái)自于點(diǎn)光源向空間發(fā)射球面波的特性，即點(diǎn)光源在傳播方向某點(diǎn)的輻照度與該點(diǎn)到點(diǎn)光源的距離平方成反比。

在任一錐立體角內(nèi)，假設(shè)在傳輸路徑上沒(méi)有光能損失或分束，那么點(diǎn)光源向空間發(fā)出的輻射通量是不變的。然而位于球心的均勻點(diǎn)光源所張開(kāi)的立體角所截的表面積卻和球半徑的平方成正比，這樣在球面上的輻照度就和點(diǎn)光源到該面的距離平方成反比，即：Φ=4πI。

光源光通量怎么測(cè)量？

光源的發(fā)光強(qiáng)度是光度學(xué)中的基本量，而且由發(fā)光強(qiáng)度可以導(dǎo)出其他光度量。但要表征光源的特性，單以光源的發(fā)光強(qiáng)度來(lái)表示是不完全的，這是因?yàn)橐话愎庠丛诟鱾€(gè)方向上的的發(fā)光強(qiáng)度并不一致，故只有用總光通量來(lái)說(shuō)明更為合適。

測(cè)量光源總光通量的方法有絕對(duì)法和相對(duì)法兩種。絕對(duì)法是測(cè)量光源發(fā)光強(qiáng)度的空間分布，再出此計(jì)算得出光源的總光通。這種方法原則上對(duì)任何種類的光源均適用且能達(dá)到高準(zhǔn)確度，但是測(cè)量和計(jì)算都較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力。相對(duì)法是將被測(cè)光源與總光通量己知的標(biāo)準(zhǔn)光源進(jìn)行比較而求得總光通量的方法，常用的測(cè)量?jī)x器是積分球。這種方法的測(cè)量和計(jì)算都簡(jiǎn)單易行，因而被廣泛采用，在測(cè)量光源的光通量時(shí)，采用相對(duì)法，利用積分球進(jìn)行測(cè)量。下面將為大家進(jìn)行介紹。

對(duì)各向同性的點(diǎn)光源，其光通量Φ=4πI，所以只要測(cè)得發(fā)光強(qiáng)度，乘以4π，即為光通量Φ。但是實(shí)際光源都有一定的尺寸，而且在各個(gè)方向上又不均勻，故不能用Ф=4πI計(jì)算得到。

光通量的測(cè)量方法：在積分球內(nèi)用已知光通量的標(biāo)準(zhǔn)燈與被測(cè)燈作比較測(cè)量，從而定出被測(cè)燈的光通量。

用積分球測(cè)量光通量，通常采用比較法（代替法），為此需要光通量標(biāo)準(zhǔn)燈。先將標(biāo)準(zhǔn)燈（其光通量為Φs）放入積分球內(nèi)，點(diǎn)燃后，在窗口測(cè)得的照度Es應(yīng)符合下列式子：

放入待測(cè)燈點(diǎn)然后，可測(cè)得的照度為Ec為：

比較以上兩個(gè)式子，可得待測(cè)燈的光通量為：

采用比較法測(cè)量光通量可以大為減少由球壁漫反射層的不均勻性、球壁涂料和窗口材料的非中性（即涂料的漫反射比和窗口的透射比與波長(zhǎng)有關(guān)）等因素造成的影響，但是不能消除由于標(biāo)準(zhǔn)燈的尺寸和結(jié)構(gòu)與待測(cè)燈的不相同而造成的對(duì)球內(nèi)壁漫射光的吸收情況不同的影響，也不能消除標(biāo)準(zhǔn)燈與待測(cè)燈的相對(duì)光譜功率分布及空間分布不同產(chǎn)生的影響等等，在測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮采取修正的辦法。

標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量，目前還沒(méi)明確的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)然如果標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過(guò)低，那么光線暗淡，人們的對(duì)色效果也不好，反之，標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過(guò)高，就會(huì)讓被測(cè)物體表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射光線，也不利于顏色的觀察。所以標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量應(yīng)該保持在合適的范圍內(nèi)。

根據(jù)ISO3664:2000對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源的相關(guān)要求規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)光源光照強(qiáng)度必須符合以下條件：

光源通過(guò)反射照射在被觀察物體表面上的亮度應(yīng)達(dá)到2000Lux(+/-500Lux)。被照表面在1m×1m的范圍內(nèi)，任一點(diǎn)的照度不得低于被照表面中心照度的75%。

光源通過(guò)透射照射在被觀察物體表面上的亮度應(yīng)達(dá)到1270cd/m2(+/-320cd/m2)

顯示器的亮度應(yīng)達(dá)到>75cd/m2。

雖然沒(méi)有明確指出標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量，但是用戶可以根據(jù)照度要求，反推出標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量要求。