流明

百科名片

流明，光通量的單位。發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉(cd)的點(diǎn)光源，在單位立體角（1球面度）內(nèi)發(fā)出的光通量為“1流明”，英文縮寫(lm)。　　
 

名稱定義

　　所謂的流明簡單來說，就是指蠟燭一燭光在一公尺以外的所顯現(xiàn)出的亮度.一個普通40瓦的白熾燈泡，其發(fā)光效率大約是每瓦10流明，因此可以發(fā)出400流明的光. 40瓦的白熾燈220伏時，光通量為340流明。光通量是描述單位時間內(nèi)光源輻射產(chǎn)生視覺響應(yīng)強(qiáng)弱的能力，單位是流明，也叫明亮度。投影儀表示光通量的單位是ANSI流明，ANSI流明是美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會制定的測量投影儀光通量的標(biāo)準(zhǔn)，它測量屏幕"田"字形九個交叉點(diǎn)上的各點(diǎn)照度，乘以面積，再求九點(diǎn)的平均值，即為該投影儀的ANSI流明。流明值越高表示越亮，明亮度越高則在投影時就不需要關(guān)燈。 ANSI為American National Standards Institute（美國國家標(biāo)準(zhǔn)局）的縮寫。
 

詳細(xì)介紹

　　同樣，這個量是對光源而言，是描述光源發(fā)光總量的大小的，與光功率等價。光源的光通量越大，則發(fā)出的光線越多 　　對于各向同性的光（即光源的光線向四面八方以相同的密度發(fā)射），則 F = 4πI。也就是說，若光源的I為1cd，則總光通量為4π =12.56 lm。與力學(xué)的單位比較，光通量相當(dāng)于壓力，而發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)于壓強(qiáng)。要想被照射點(diǎn)看起來更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會聚的手段，實(shí)際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強(qiáng)度。 　　要知道，光通量也是人為量，對于其它動物可能就不一樣的，更不是完全自然的東西，因為這種定義完全是根據(jù)人眼對光的響應(yīng)而來的。 　　人眼對不同顏色的光的感覺是不同的，此感覺決定了光通量與光功率的換算關(guān)系。對于人眼最敏感的555nm的黃綠光，1W = 683 lm，也就是說，1W的功率全部轉(zhuǎn)換成波長為555nm的光，為683流明。這個是最大的光轉(zhuǎn)換效率，也是定標(biāo)值，因為人眼對555nm的光最敏感。對于其它顏色的光，比如650nm的紅色，1W的光僅相當(dāng)于73流明，這是因為人眼對紅光不敏感的原因。對于白色光，要看情況了，因為很多不同的光譜結(jié)構(gòu)的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大，光譜不同。 　　至于電光源的發(fā)光效率，是另外一個相關(guān)的話題，是說1W的電功率到底能轉(zhuǎn)化成多少光通量。如果全部轉(zhuǎn)換成555nm的光，那就是每瓦683流明。但如果有一半轉(zhuǎn)換成555nm的光，另一半變成熱量損失了，那效率就是每瓦341.5流明。白熾燈能達(dá)到1W=20 lm就很不錯了，其余的都成為熱量或紅外線了。測量一個不規(guī)則發(fā)光體的光通量，要用到積分球，比較專業(yè)而復(fù)雜。
 

常見發(fā)光的大致效率（流明/瓦）

　　白熾燈，15 　  白色LED，80-200 　　日光燈，50 　　太陽燈，94 　　鈉燈，120 　　節(jié)能燈，60-80 　　LED,80-130 　　定義：　 　　1967年法國第十三屆國際計量大會規(guī)定了以 坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為發(fā)光強(qiáng)度、光亮度、光通量和光照度等的單位，為統(tǒng)一工程技術(shù)中使用的光學(xué)度量單位有重要意義。為使您了解和使用便利，以下將有關(guān)知識做一簡單介紹： 　　1. 燭光、國際燭光、坎德拉（candela）的定義 　　在每平方米101325牛頓的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，面積等于1/60平方厘米的絕對“黑體”（即能夠吸收全部外來光線而毫無反射的理想物體），在純鉑（Pt）凝固溫度（約2042K獲1769℃）時，沿垂直方向的發(fā)光強(qiáng)度為1 坎德拉。并且，燭光、國際燭光、坎德拉 三個概念是有區(qū)別的，不宜等同。從數(shù)量上看，60 坎德拉等于58.8國際燭光，亥夫納燈的1燭光等于0.885國際燭光或0.919坎德拉。 　　2. 發(fā)光強(qiáng)度與光亮度 　　發(fā)光強(qiáng)度簡稱光強(qiáng)，國際單位是candela（坎德拉）簡寫cd。Lcd是指光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光源輻射是均勻時，則光強(qiáng)為I=F/Ω，Ω為立體角，單位為球面度（sr）,F為光通量，單位是流明，對于點(diǎn)光源由I=F/4 。光亮度是表示發(fā)光面明亮程度的，指發(fā)光表面在指定方向的發(fā)光強(qiáng)度與垂直且指定方向的發(fā)光面的面積之比，單位是坎德拉/平方米。對于一個漫散射面，盡管各個方向的光強(qiáng)和光通量不同，但各個方向的亮度都是相等的。電視機(jī)的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個方向上觀看圖像，都有相同的亮度感。 　　以下是部分光源的亮度值：單位cd/m² 　　太陽：1.5*10 ；日光燈：（5—10）*10³；月光（滿月）：2.5*10³；黑白電視機(jī)熒光屏：120左右；彩色電視機(jī)熒光屏：80左右。 　　3. 光通量與流明 　　光源所發(fā)出的光能是向所有方向輻射的，對于在單位時間里通過某一面積的光能，稱為通過這一面積的輻射能通量。各色光的頻率不同，眼睛對各色光的敏感度也有所不同，即使各色光的輻射能通量相等，在視覺上并不能產(chǎn)生相同的明亮程度，在各色光中，黃、綠色光能激起最大的明亮感覺。如果用綠色光作水準(zhǔn)，令它的光通量等于輻射能通量，則對其它色光來說，激起明亮感覺的本領(lǐng)比綠色光為小，光通量也小于輻射能通量。光通量的單位是流明，是英文lumen的音譯，簡寫為lm。絕對黑體在鉑的凝固溫度下，從5.305*10³cm²面積上輻射出來的光通量為1lm。為表明光強(qiáng)和光通量的關(guān)系，發(fā)光強(qiáng)度為1坎德拉的點(diǎn)光源在單位立體角（1球面度）內(nèi)發(fā)出的光通量為1六名。一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。 　　4. 光照度與勒克斯 　　光照度可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯，是英文lux的音譯，也可寫為lx。被光均勻照射的物體，在1平方米面積上得到的光通量是1流明時，它的照度是1勒克斯。有時為了充分利用光源，常在光源上附加一個反射裝置，使得某些方向能夠得到比較多的光通量，以增加這一被照面上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。 　　以下是各種環(huán)境照度值：單位lux 　　黑夜：0.001—0.02；月夜：0.02—0.3；陰天室內(nèi)：5—50；陰天室外：50—500；晴天室內(nèi)：100—1000；夏季中午太陽光下的照度：約為10*9次方；閱讀書刊時所需的照度：50—60；家用攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)照度：1400。