立即注册找回密码

QQ登录

只需一步,快速开始

微信登录

微信扫一扫,快速登录

搜索

图文播报

查看: 9588|回复: 3

[分享] 流明,尼特,勒克斯,烛光,坎德拉有什么区别有什么关系啊?怎么使用?为啥屏幕只用尼特来计量?

[复制链接]
发表于 2025-1-26 13:24 | 显示全部楼层
国际单位制以坎德拉作为基本单位,其他光学单位从坎德拉导出。但是和其他领域物理单位联系最紧密的光学单位是流明,所以我们从流明开始介绍。

流明(lm)是光通量的单位,光通量是光源发射出的可见光的能力。
很明显发光就是把其他能量转化为光能,所以光通量与能量是紧密联系的。那二者区别在哪里呢?炽热的火炉可以散发热量,但是不会发光(发出的红外线对人类不可见),所以光通量要以人类视觉为准。
这个标准就是频率540x10^12Hz(波长555nm)的黄绿光,这也是人眼最敏感的光,其他颜色的光想将能量转换为光通量要根据人眼的敏感度打折。
单位定义:对于555nm纯色光源,如果发射光能的功率为1W,则它发出的光通量为683lm。至于为什么是这么个有零有整的数,就得怪坎德拉了——

坎德拉(cd)是发光强度的单位,发光强度是光源向一个方向发射光线(可见光)的能力。
发光强度的定义中,比光通量多了一个“方向”。同样的光源,发射的光线越集中,在特定的方向上就看起来越亮。怎么描述光线集中的程度呢?用光线散发的角度,对于三维空间中的光源,就是球面角(球面角的定义请自行查阅)。
单位定义:光源在1球面角方向上发射1lm光通量,则它在这个方向上的发光强度是1cd。
把上述定义中的1lm展开为它的定义,我们就得到了坎德拉在国际单位制里的定义:
一个发射540x10^12Hz单色光的光源,在某方向上的辐射功率为每球面度1/683瓦特时,它在这一方向上的发光强度是1坎德拉。
至于为什么有一个1/683的系数,因为坎德拉的前身单位是“烛光”,烛光最初的定义来自一根标准蜡烛,它就这么亮…
一个完整球面的球面角是4π,由定义我们可知,一个向所有方向均匀发射光线的光源,当它发射的光通量为4π(12.56)lm时,在每个方向上的发光强度都是1cd。
我们注意到,发光强度和距离无关,但是在生活中,远离光源时,我们会觉得光源变暗了,无法照亮物体,那么我们衡量这种感受的指标是什么呢?就是照度——

勒克斯(lux)是照度的单位,照度是光线把物体照亮的能力。
我们离开光源,来到了被光源照亮的物体(或者我们的眼睛)。怎么衡量这个“照亮物体”的能力呢?对同样的物体,光线越多,就照得越亮;同样的光线,聚焦的面积越小,就照得越亮。所以照度和光通量、照射面积有关。
单位定义:1lm的光通量,照在1m²的面积上,产生的照度为1lux。
照度就是我们日常感受到的“光源亮度”。远离光源时,光线更分散,单位面积上的光通量减少,照度就降低了。

尼特(nit)是亮度的单位,亮度是一个物体的表面有多亮的程度。
我们又提到了亮度,这次是物体表面亮度,它和光源亮度有什么区别呢?我们之前讨论坎德拉时,默认光源是一个点。对于一个明亮的表面(自己发光或者被别人照亮),每一点都在发射光线,那么必然它的面积越大,发射出的总光通量就越高。但是我们不会觉得同样环境下8开的纸比16开的更亮,所以我们要消除面积这个影响因素。
单位定义:对于发光平面,每1m²面积,在每1球面角发射的光通量为1lm时,它的亮度为1nit。
亮度就是我们用来衡量显示器、被照亮的书本之类需要观看的平面时,使用的指标。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册 微信登录

本版积分规则

关闭

官方推荐 上一条 /3 下一条

快速回复 返回列表 客服中心 搜索 洽谈合作
快速回复返回顶部 返回列表