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燈光設(shè)計 |
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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)中使用的光學度量單位有重要意義。
1. 燭光、國際燭光、坎德拉（candela）的定義
在每平方米101325牛頓的標準大氣壓下，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或1769℃）時，沿垂直方向的發(fā)光強度為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)光強度與光亮度
發(fā)光強度簡稱光強，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和光通量不同，但各個方向的亮度都是相等的。電視機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。
立體角:
以錐的頂點為心，半徑為1的球面被錐面所截得的面積來度量的，度量單位稱為“立體弧度”。
平面角的定義：
在平面上我們定義一段弧微分S與其矢量半徑r的比值為其對應的圓心角，記作：θ=ds/r；
所以整個圓周對應的圓心角就是2π；
類似的立體角：
定義立體角為曲面上面積微元ds與其矢量半徑的二次方的比值為此面微元對應的立體角。記作：θ=ds/r^2；
由此可得，閉合曲面的立體角都是4π。
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；黑白電視機熒光屏：120左右；彩色電視機熒光屏：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、綠色光能激起較大的明亮感覺。如果用綠色光作水準，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。為表明光強和光通量的關(guān)系，發(fā)光強度為1坎德拉的點光源在單位立體角（1球面度）內(nèi)發(fā)出的光通量為1流明。一只100W的日光燈輸出的光通量大約是5300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；家用攝像機標準照度：1400。
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