1、光度學與光相關的常用量有 4 個： 發光強度、光通量、照度、亮度。這 4 個量盡管是相關的， 但為不同的，不能相混。正像壓力、重力、壓強、質量是不 同的物理量一樣。1、發光強度（ I 、 Intensity ），單位坎德拉，即 cd 。（是 點光源的固有屬性，表征光線的匯聚能力） 定義：光源在給定方向的單位立體角中發射的光通量定義為 光源在該方向的 （發）光強 （度）， 解釋：發光強度是針對點光源而言的，或者發光體的大小與 照射距離相比比較小的場合。這個量是表明發光體在空間發 射的會聚能力的。可以說，發光強度就是描述了光源到底有 多“亮”，因為它是光功率與會聚能力的一個共同的描述。 發光強度越

2、大，光源看起來就越亮，同時在相同條件下被該 光源照射后的物體也就越亮，因此，早些時候描述手電都用 這個參數。現在 LED 也用這個單位來描述，比如某 LED 是 15000 的， 單位是 mcd ，1000mcd=1cd ，因此 15000mcd 就是 15cd 。 之所以 LED 用毫 cd （ mcd ）而不直接用 cd 來表示，是因 為以前最早 LED 比較暗，比如 1984 年標準 5mm 的 LED 其發光強度才 0.005cd ，因此才用 mcd 表示， 現在 LED 都 很厲害了，但還是沿用原來的說法。用發光強度來表示“亮度”的缺點是，如果管芯完全一樣的 兩個 LED ，會聚程度

3、好的發光強度就高。因此，購買 LED 的時候不要一味追求高 I 值，還要看照射角度。很多高 I 值 的 LED 并非提高自身的發射效率來達到， 而是把鏡頭加長照 射角度變窄來實現的， 這盡管對 LED 手電有用， 但可觀察角 度也受限。另外，同樣的管芯 LED ，直徑 5mm 的 I 值就比 3mm 的大一倍多，但只有直徑 10mm 的 1/4 ，因為透鏡 越大會聚特性就越好。之所以用發光強度來表示手電或 LED ，是因為在相同距離下 對被照射地的照度是與這個成正比的。特別的說，距離 1m 的 lx 就是 cd 值。但是，很多場合下我們需要照射面積大一 些，所以只用發光強度這一特性還不能全面反

4、應手電的能力。 比如，同樣的筒身，換個大頭（大反光杯）則 I 值馬上增大 許多。因此，很多情況下我們用光通量（單位流明，見下） 來表示手電了。以上我們說“亮”和“亮度”時帶了引號，是因為這是我們 常規說的亮度，并非光度學嚴格意義上的亮度，這一單位后 面會展開。常見光源發光強度（ cd ）：太陽， 2.8E27 高亮手電， 10000 5mm 超高亮 LED ， 152、光通量（ F， Flux ），單位流明，即 lm 。（是光源的固 有屬性，是單位時間內光源輻射的總能量,即光功率）定義：光源在單位時間內發射出的光量稱為光源的發光通量 解釋：同樣，這個量是對光源而言，是描述光源發光總量的 大小的

5、，與光功率等價。光源的光通量越大，則發出的光線 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 發射），則 F = 4 I 。也就是說，若光源的I 為 1cd ，則總 光通量為 4 =12.56 lm。與力學的單位比較，光通量相當于壓力， 而發光強度相當于壓強。 要想被照射點看起來更亮， 我們不僅要提高光通量，而且要增大會聚的手段，實際上就 是減少面積，這樣才能得到更大的強度。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人眼對光 的響應而來的。3、光效，單位，流明 / 瓦，即 1W 的能量能夠轉換成多少 LM 的光通量。至

6、于電光源的發光效率，是另外一個相關的話題，是說 1W 的電功率到底能轉化成多少光通量。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 的功率全部轉換成波長為 555nm 的光，為 683 流明。這個是最大的光轉換效率，也是定標值，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 譜結構的光都是白色的。 例如 LED 的白光、 電視上的白光以

7、及日光就差別很大，光譜不同。電光源的發光效率， 是說 1W 的電功率到底能轉化成多少光 通量。如果全部轉換成 555nm 的光，那就是每瓦 683 流明。 但如果有一半轉換成 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。測量一個不規則 發光體的光通量，要用到積分球，比較專業而復雜。 常見發光的大致效率（流明 / 瓦）白熾燈，15 白色 LED ，20 日光燈，50 無極燈 LVD ，60 節 能燈， 60 太陽， 94 鈉燈， 1204、光照度（ E，Illuminance ），單位勒克斯

8、即 lx （以前叫 lux ）。（從另一個角度來反映光源亮不亮）定義： 1 流明的光通量均勻分布在 1 平方米表面上所產生的 光照度 解釋：光照度是對被照地點而言的， 但又與被照射物體無關。 一個流明的光，均勻射到 1m2 的物體上，照度就是 1 lx 。 照度的測量，用照度表，或者叫勒克斯表、 lux 表。事實上， 照度是最容易測量的了（相對其它三個量），照度表很便宜 就可以買到（幾百元）。為了保護眼睛便于生活和工作，在 不同場所下到底要多大的照度都有規定，例如機房不得低于 200 lx 。陽光下的照度是自然界里面很大的也很常見的了， 為 11 萬 lx 左右（自己實測）。我剛才測量了一下，

9、房間是 ，有 12 個 20W 的日光燈管，桌面照度為 400 勒克司。常見照度（勒克司）： 陽光直射（正午）下， 110,000 陰天室外， 1000 商場內， 500 陰天有窗室內， 100 普通房間燈光下， 100 滿月照射下， 0.2 簡單的計算原理（實際很復雜，涉及微積分自己網上了解即 可）照度 E=（光通量 L/（照射面積 S*垂直距離的平方） ）*COS 3 （夾角為垂直光線與照射面法線夾角）舉例：快速路要求 20Lx ，光源垂直距離為 8 米，照射半徑為 2 米，則選擇什么光源和功率？答：根據公式推出 光通量 L=(E/ COS 3 )* 照射面積 S* 垂 直距離的平方 =2

10、0*1*3.14*2*2*8*8=16076Lm根據不同光源的光效推出功率： W=L/ 光效，如選擇無極燈，W=16076/60=268W ，但是實際上這么大功率的直流無極 燈很少用， 可換成低壓鈉燈： W=16076/120=134W即可。備注：衡量公路路燈的兩個重要指標就是：平均照度、照度 均勻度 = 最小照度 / 平均照度根據城市道路照明設計標準要求，常見公路的照度及照 度均勻度要求：道路類型 平均照度 照度均勻度快速路、主干路 20Lx 0.4次干道 10Lx 0.35支路 8Lx 0.35、亮度( L， Luminance )，單位尼特，即 nt 。反映的是 發光面或反射面光線進入到

11、人眼里面時的感受亮不亮。定義：單位光源面積在法線方向上，單位立體角內所發出的 光流，也叫單位面積發光面的光照強度。坎德拉 / 平米 解釋：這個是最容易被誤解的概念了。 亮度是針對光源而言， 而且不是對點光源，是對面光源（包括發光面和反射面）而 言的。無論是主動發光的還是被動（反射）發光的。亮度是 一塊比較小的面積看起來（人眼的感受）到底有多“亮”的 意思。這個多“亮”，與取多少面積無關，但為了均勻，我 們把面積取得比較小，因此才會出現“這一點的亮度”這樣 的說法。事實上，點光源是沒有亮度概念的。另外，發光面 的亮度與距離無關，但與觀察者的方向有關。說一個手電很 “亮”，并不是說該手電的亮度高（

12、因為手電是沒有亮度概 念的），而是說其發光強度大， 或者是說被它照射的物體亮。 說一個星星（點光源）很亮，并非是說其亮度高，而是說其 星等高而已。亮度不僅取決于光源的光通量，更取決于等價 發光面積和發射的會聚程度。光亮度是指一個表面的明亮程度，即從一個表面出來或反射 出來的光通量，而不同的物體有不同的反射系數（或吸收系 數），例如在同一照度的地方，先后放上一張白紙和黑紙， 對人眼而言其亮度差別是很大的。白紙的反射系數是 80% ， 而黑紙的反射系數只有 3% 。常見發光體的亮度（尼特）： 紅色激光指示器， 20,000,000,000太陽表面， 2,000,000,000白熾燈燈絲， 10,000,000陽光下的白紙， 30,000人眼能習慣的亮度， 3,000滿月表面， 2,500 人眼能比較好的分辨出顏色的亮度， 1 滿月下的白紙， 0.07無月夜空， 0.0001對比分析：照度與亮度l 照射在某一單位面積表面上的入射光的總量，可用照度來 反映；l 若從某一單位面積表面上反射到人眼中的反射光總量，可 用亮度來反映。還有說照度和亮度一般是對照射距離一定，照射光斑一定的 發光體而言的，如：路燈；對于手電筒之類的光斑、照射距離不定的沒法說照度和亮度， 要說則一定指出是在什么距離和照射面積下。6、色溫，即通過開爾文溫度表示的黑體的溫度來表示顏色