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亮度是物體發出或反射的光的強度的物理量,它體現了光的強弱程度,是評價光源亮度的主要指標。亮度的計量單位有多種,其中常見的是l m和流明。本文將重點介紹l m和流明之間的關系。
lm是亮度的標準計量單位,它源于國際標準單位制(SI制),由國際計量局(BIPM)制定和管理。l m是指一個均勻發散角度為一球面度(1sr)的光源,在單位面積上照射出的光通量密度,其單位為流明/平方米(lm/m2)。
流明則是光通量的計量單位,它是指一個光源在固定的時間內(秒)發出的可見光總量,其單位為流明(lm)。光通量是指穿過一個平面角的光線的總量,其計算方式為光的能量積分,與視覺的感受有關。
亮度和光通量之間的關系在實際應用中經常被用到。一個光源的亮度才是真正影響人眼所看到的亮度,而光通量只是為了更好地對光源進行控制而定義的物理量。在實際應用中,需要測量的是物體的亮度,而不是光源的光通量。
在實際測量中,通常使用亮度計來測量物體的亮度,它的單位為l m/m2。同樣的,流明與l m之間的換算也是非常重要的。實際上,流明與lm/m2之間的換算非常簡單,只需將流明數除以固定的角度(通常為1sr),就可以得到與之相對應的亮度(lm/m2)。
例如,一個流明的光源在1平方米的面積上照射時,其亮度為1 l m/m2,如果將這個光源放在一個球殼內一側,球面區域就是4π平方米,那么其亮度就是1/4π l m/sr;反之,如果知道一個球面上的亮度是1 l m/sr,那么在球面上的總光通量就是4π lm。
亮度和光通量是兩個不同的物理量,但它們在實際應用中相互聯系緊密。一個光源的亮度可以通過測量光通量來獲得。同樣的,由于亮度和光通量之間的關系已經被確認和標準化,通過測量亮度可以精確地推算出光通量。
在實際應用中,控制光源的亮度和光通量是非常必要的。例如,在舞臺照明設計中,需要控制舞臺上各燈光的亮度和光通量,以實現不同的燈光效果。又如室內照明設計中,需要根據房間的大小和用途等情況來確定每個光源的亮度和光通量,以達到極好的照明效果。
亮度和流明是兩個互相聯系緊密的物理量。了解它們之間的關系非常有助于我們更好地掌握光學知識,更好地進行光學應用。