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2.4光通量(面)密度[1uminous flux(surface)density]將光源面上一點(diǎn)處單位面積上的光通量定義為該光源在這點(diǎn)處的光通量面密度。光源的光通量面密度分為以下兩種情況:
2.4.1 照度(illuminance)E
在光接收面上一點(diǎn)處的光照度等于照射在包括該點(diǎn)在內(nèi)的一個(gè)面元上的光通量d 與該面元的面積d5之比,即E=d~/dS (7)
單位是勒克斯(1ux),符號(hào)為1)【。當(dāng)llm的光通量均勻地照射在1 m 的面積上時(shí),這個(gè)面上的光照度就等于1 lx,即1 lx:1 lm/m 。
2.4.2光出射度(1uminous exitance)
光出射度是離開光源表面一點(diǎn)處的面元的光通量d 與該面元的面積d5之比,即:M:d~/dS (8)光出射度 的單位是流明/平方米(1m/m )。光出射度在數(shù)值上等于單位面積光源所發(fā)射出的光通量。
照度E與光出射度 的表達(dá)式完全相同,但含義不同。前者描述的是光接收面所接收的光度特性,而后者則是描述面光源向外發(fā)出光輻射的特性。另外,這里所說(shuō)的面光源不限于灼熱固體的表面和實(shí)際光源的表面,也可以是這些自發(fā)光光源的像或自身不發(fā)光而在受照后成為光源的表面。對(duì)于受照后成為面光源的表面而言,其光出射度必然正比于其照度,因此可得:M=kE式中k為小于1的因數(shù),它與受照面的表面性質(zhì)有關(guān),若是光滑表面時(shí)則為反射因數(shù);若是粗糙表面則為漫反射因數(shù)。
2.5亮度(1nmiuallee)£
光源在某一方向上的發(fā)光能力可以用發(fā)光強(qiáng)度來(lái)表示,但要比較兩種不同類型光源的明亮程度,就需要用到亮度這個(gè)光
度量,它描述了光源在單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度,即:L=d//dS (9)亮度的單位是坎德拉/平方米(cd/m )。式(9)中的面積應(yīng)該是一個(gè)面在觀察方向上的正投影面積,所以當(dāng)觀察方向與該面的法線夾角為0時(shí),式(9)將變?yōu)椋篖=d//dScosO (10)因此,光源的亮度應(yīng)定義為在表面一點(diǎn)處的面元在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度與該面元在垂直于給定方向的平面上的正投影面積之比。將發(fā)光強(qiáng)度的定義式(5)代人上式(10),便可得到亮度的通用定義式:L=d (d/~lScos0) (11)
由式(11)可知,亮度不僅可用來(lái)描述一個(gè)發(fā)光面,而且還可以用來(lái)描述光路中的任意一個(gè)截面,如一個(gè)透鏡的有效面積、一個(gè)光闌所截的面積或一個(gè)像的面積等。此外,亮度也可以用來(lái)描述一束光,光束的亮度等于這個(gè)光束所包含的光通量除以它的橫截面積和立體角。
為了對(duì)照度和亮度建立數(shù)值上的具體概念,表1和表2分別列舉了一些實(shí)際情況下的照度近似值和一些實(shí)際光源的亮度近似值,以作參考 .
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