A. 光强的定义为什么
在光度学(photometry)中,光强(luminous
intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,单位是cd。但这不是你题目中所指的光强,你题目中所说的光强是辐照度学中的辐射照度。
在辐射度学(radiometry)中,辐射照度(irradiance)是指单位面积上的电磁辐射功率,单位是w/m²。这个才是你题目中所说的光强。因为在光学中,是用辐射照度来表示光强的。(注意:辐射照度和辐射强度又是不同的概念。)
用i表示光学中的光强,v表示光的频率,a为照射区域面积,n为时间间隔t内照到a上的光子总数,则
i=nhv/at
由光强公式可知,光强一样是指说单位时间单位面积的金属接受的能量一样,光子数可以不同。
入射光的强度不但跟单位时间内照射到金属板的光子数有关,还与光的频率有关。
还有,准确来说,与入射光强度成正比的是“饱和”光电流的强度。电流饱和是指,光照到光电阴极后,单位时间阴极发出的电子数与单位时间到达阳极的电子数相等。
基于以上概念,我对问题的回答是:不同频率相同光强的光产生相同的“饱和光电流”;光强相同,频率小的光单位时间内在阴极处激发的电子数多。但由于光电流的大小取决于单位时间内阳极处接受的光电子数(不一定与阴极发出的光电子数相等),所以根据阴极发出的电子数不能判断光电流的大小。
B. 光强是什么意思
通俗点说就是光源在单位时间内所发出的光子的数目的多少。发出的光子越多的话
说明光强越大
反之
则越小
C. 请问光学中光强的单位是什么
·光强l
单位:坎德拉[cd]
一般来讲,光线都是向不同方向发射的,并且强度各异。可见光在某一特定方向角内所发射的强度就叫做光强(l)。
光强(l)是指在某一特定方向角(w)内所发射的光通量(Φ)
·照度E
单位:勒克司[lx]
照度(E)是光通量与被照射面积之间的比例系数。
1
lx即指1
lm的光通量平均分布在面积lm2平面上的明亮度。
D. 光强的定义是什么公式是什么即公式的各项含义
光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量.
勒克司(lux,法定符号lx)照度单位,为距离一个光强为lcd的光源,在1米处接受的照明强度,习称:烛光.米。亦即距离该光源1米处,1平方米面积接受1lm光通量时的照度。
焦耳(joule,法定符号j)能或功的基本物理单位,等于1个牛顿(N)的力作用1米距离所作的功,或消耗的能。
1焦耳=107尔格=1瓦特.秒
牛顿(Newton,法定符号N):力的单位,使1千克的质量每秒加速1米/秒的力。
1N=105dyne(达因)
瓦(特)(watt,法定符号W):功率的单位,单位时间(1秒)所作的功等于1焦耳时的功率
1W=1J/S; 1j=1W.s
国际单位制(SIE单位制)的光度单位
光 度 量几 何 学
名称符号单位英文名
光强度I坎德拉Candela(cd)
光照度E勒克斯Lux(lx)
光亮度L尼特Nit
光通量φ流明Lumen(lm)
与心理学关系密切的单色光单位有:
1.光强度 光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射
的光通量,以I表示,单位为坎德拉(candela,简称cd).1坎德拉表示在
单位立体角内辐射出1流明的光通量.
2.光通量 光通量(luminous flus)是由光源向各个方向射出的光功
率,也即每一单位时间射出的光能量,以φ表示,单位为流明(lumen,简称
lm).3.光照度 光照度(illuminance)是从光源照射到单位面积上的光通
量,以E表示,照度的单位为勒克斯(Lux,简称lx).
4.反射系数 人们观看物体时,总是要借助于反射光,所以要经常用到
"反射系数"的概念.反射系数(reflectance factor)是某物体表面的流
明数与入射到此表面的流明数之比,以R表示.
5.光亮度 光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度,以L表示,
即从一个表面反射出来的光通量.不同物体对光有不同的反射系数或吸收系
数.光的强度可用照在平面上的光的总量来度量,这叫入射光(inci-dent
light)或照度(illuminance).若用从平面反射到眼球中的光量来度量光
的强度,这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness).
例如,一般白纸大约吸收入射光量的20%,反射光量为80%;黑纸只反射入
射光量的3%.所以,白纸和黑纸在亮度上差异很大.
亮度和照度的关系如图6-2(a)所示,最常用的照度单位是呎烛光
(footcandle).1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上
接受的光通量.如果按公制单位,则以米为标准,照度就用米烛光
(metrecandle)来表示,即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积
上的照度.1米烛光等于0.0929呎烛光.
从图6-2上,我们不难理解亮度和照度之间的关系,其关系为:
L=R×E [公式6-1]
式中L为亮度,R为反射系数,E为照度.
因此,当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时,便可推
算出它的亮度.
亮度也有几种度量单位.亮度的单位是用一种理想化了的标准状态来定
义的(如图6-2b).以一支标准蜡烛当作光源,放在一个半径为1公尺的
球体的中心位置.假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线,则落在球体内表
面一平方公尺表面积上的所有光量为1个流明(lumen).实际应用中,亮度
单位用流明太小了,所以通常取其十倍的单位——毫朗伯(millilambert)
来表示.比毫朗伯稍大的单位是呎朗伯(footlambert),1毫朗伯等于0.929
呎朗伯.英国标准的呎朗伯是用光源的烛光数,从光源到表面积的英尺数和
表面的反射率来规定的.在有些国家,普遍使用的是米制单位,是以毫朗伯
为基础的[1毫朗伯(mL)=0.929呎朗伯(ftL)=3.183烛光/平方米(c/m2)
=10阿普熙提(apostilbs)].光亮度的单位还有:坎德拉/平方米(即尼特,
Nit=1cd/m2)等.
多年来,感光材料的感光度计算方法是以使感光材料产生一定密度值所需曝光量为计算依据的,而曝光量又是以烛光.米.秒或勒克司*秒为计量单位的。
曝光量的计算公式是;
H(曝光量)=E(照度)×t(时间)
照度与光源的发光强度(光强I)成正比:
E=I(光强)×D-2(D为距离)
光强的单位:
(旧)烛光:又名国际烛光,国际标准照明协会(CIE)早期规定的,以特定的鲸鱼油蜡烛的单位发光强度为单位,这也是烛光一词命名的由来。显然,当时主要是以光源的亮度为依据的(亮度的定义是:单位面积发光体的光强)。
(新)烛光,法定名称坎德拉candela.cd,CIE(1942)定义为一平方厘米绝对黑体在金属铂的凝固温度(2045K)时发光强度的六十分之一,这个规定既确定了其亮度,又确定了其色温。
新烛光=0.981旧烛光
1979年,CIE又对坎德拉规定了新的标准:定义频率为540×1012Hz(即波长555nm)的单色光源每单位立体角(1个球面度)辐射能为1/683W时的发光强度。这个定义把光强单位和能量绝对单位联系起来了,含义覆盖面更广了。特别规定单色光源的波长,进一步把光的波长和机械能与亮度和光强联系起来。
在通常的感光测定工作中,都采用白光作为感光仪的光源和施照光,严格规定其色温和光强,并以烛光为光强单位,以勒克司lx为照度单位,以lx*s为曝光量单位,并以这些单位为基础的数据评价照相性能,计算感光材料的感光度,这无疑是很实用的常规方法。这个方法检测的数据和通常感光材料在应用时的实用性能是一致的,但是这仅适用于在实际应用时用白光曝光的感光材料。
E. 光强与什么有关
在光度学中是没有“光强”这样一个概念的。常用的光学量概念有发光强度、光照度、光出射度和光亮度。“光强”只是一个通俗的说法,很难说对应哪一个光度学概念。以上所说的几个概念都是有严格的物理定义的:
发光强度:光源在单位立体角内发出的光通量,单位是坎德拉,即每球面度1流明。
光照度:被照明面单位面积上得到的光通量,单位是勒克斯,即每平方米1流明。
光出射度:光源单位面积上发出的光通量,单位与光照度相同。
光亮度:单位面积上沿法线方向的发光强度,或称单位面积在其法线方向上单位立体角内发出的光通量,单位是尼特,即每平方米每球面度1流明。
由于发光强度、光亮度与方向有关,容易推导出:各个方向上光亮度相同的光源其发光强度是方向的余弦函数,在法线方向上发光强度最大,称为余弦辐射体,也叫朗伯光源。各个方向上发光强度都相等的光源其光亮度就是不等的。
发光强度、光出射度和光亮度都是表示光源的发光的发光特性的。楼上所说考虑太阳到地球距离的平方是将太阳当成点光源,利用地面上的照度计算太阳的发光强度。而把太阳朝向地球的这一面作为一个面光源,再除以这个面积就是太阳在与地球连线方向的光亮度。当然这与太阳直接发光的发光强度或光亮度相比是有下降的,因为太阳光经过大气还要衰减的。
这些光学量都用到光通量,光通量是与辐射能通量相对应的光学量,因为光是一种电磁辐射。不同波长的电磁波1瓦的辐射能通量所相当的光通量是不一样的,换算到光通量要考虑人眼的光谱灵敏度曲线,即人眼对不同波长同样的辐射能通量所感受到的光是不一样的,如红外光、微波、紫外光等人眼是看不见的,而400nm到760nm波长的可见光是人眼能看得见的。
在物理光学中也提到“光强”,是用麦克斯韦方程组解出光的电矢量,电场强度的平方就是物理光学中的光强,主要用于计算干涉、衍射效应得到的图形。
在光学各相关学科中光强度是一个比较含糊的概念,不同的分支有不同的说法,有的等同于发光强度,有的等同于光照度,有的等同于光亮度。而光度学中这几个概念是有严格的物理意义的。
jpkc.zju.e.cn/kj/k/548中的“在线学习”->网上课件->第六章 光能及其计算中“成像光学系统像面的照度”
F. 光强的定义
发光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cd,其他单位有烛光,支光。1cd即1000mcd是指单色光源(频率540X10^12HZ)的光,在给定方向上(该方向上的辐射强度为(1/683)瓦特/球面度))的单位立体角发出的光通量。可以用基尔霍夫积分定理计算。
光的本性:从光的本性来讲,把光看成电磁波场,光场中某点的光强指的是通过该点的平均能流密度。
球面度是一个立体角,其定点位于球心,而他在球面上所截取的面积等于以球的半径为边长的正方形面积。光源辐射是均匀时,则光强为I=F/Ω,Ω为立体角,单位为球面度(sr),F为光通量,单位是流明,对于点光源I=F/(4π) 。
发光强度是针对点光源而言的,或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的汇聚能力的。可以说,发光强度就是描述了光源到底有多亮。
(6)工业中光强是什么扩展阅读:
测试光线强弱注意事项:
如果不注意在测试环境光线的强弱,很容易损害视力。测光文具盒是在文具含上加装测光电路组成的,它不但有文具盒的功能,而且能显示光线的强弱,这样可指导工作人员在合适的光线下测试,以保护工作人员的视力。
测光文具盒的测光电路。电路中采用硅光电池作为测光传感器,它被安装在文具盒的表面,直接感受光的强弱。采用两个发光二极管作为光照强弱的指示。当光照度小于1001x时,光电池产生的电压较小,半导体管压降较大或处于截止状态,两个发光二极管都不亮。
当光照度在100-200lx之间时,发光二极管VD2点亮,表示光照度适中;当光照度大于200lx时,光电池产生的电压较高,半导体管压降较小,此时两个发光二极管均点亮,表示光照太强了。借助测光表调节电位器RP和R可使电路满足上述要求。
为光电油光电开关电路,由光电池控制旋密特电路构成开关。该电路在输入信号变化十分缓慢的时候,也能确保迅速转换。
光电池在该电路中加以一定的正向偏压,因为在强光照射下,来自这种电池的最大输出电压较小,还不足以引起较大的光电流流过与光电池相连的硅晶体管。当用锗管时,由于基极、发射结电压较小,因而不需要这种正偏压。
为了减小晶体管基极电路的阻抗变化,同时为了尽量降低当电池在未受光照时所随的反压,在电路中给光电池并联了一个电阻。
G. 什么是光强、照度和亮度单位各是什么
光源发射并被人的眼睛接收的能量之总和即为光通量(Φ),其单位为流明(1m并且强度各异.可见光在3).照度(E) 单位:Ix,(勒克斯) 4).亮度(
H. 发光强度的计量单位是什么
光强度/坎德拉、光亮度/cd/m²、光通量/流明、光照度/勒克斯 [森林木丁 发表于 2006-5-30 12:56:00]
1967年法国第十三届国际计量大会规定了以 坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位,为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。为了解和使用便利,以下将有关知识做一简单介绍:
名称 单位 符号 定义
光强度 cd
坎德拉
(Candela) I = F/Ω 光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光亮度 cd/m² 表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比。
光通量 lm
流明
(Lumen) F 单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。
绝对黑体在铂的凝固温度下,从5.305*10³cm²面积上辐射出来的光通量为1lm。
为表明光强和光通量的关系,发光强度为1cd的点光源在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为1lm。
光照度 lx
勒克斯
(Lux) 被光均匀照射的物体,距离该光源1米处,在1m²面积上得到的光通量是1lm时,它的照度是1lux。
习称“烛光米”。
1. 烛光、国际烛光、坎德拉(candela)的定义
在每平方米101325牛顿的标准大气压下,面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”(即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体),在纯铂(Pt)凝固温度(约2042K获1769℃)时,沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。并且,烛光、国际烛光、坎德拉 三个概念是有区别的,不宜等同。从数量上看,60 坎德拉等于58.8国际烛光,亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发光强度与光亮度
发光强度简称光强,国际单位是candela(坎德拉)简写cd。Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。光源辐射是均匀时,则光强为I=F/Ω,Ω为立体角,单位为球面度(sr),F为光通量,单位是流明,对于点光源由I=F/4 。光亮度是表示发光面明亮程度的,指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比,单位是坎德拉/平方米。对于一个漫散射面,尽管各个方向的光强和光通量不同,但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面,所以从各个方向上观看图像,都有相同的亮度感。
以下是部分光源的亮度值:单位cd/m²
太阳:1.5*10 ;日光灯:(5—10)*10³;月光(满月):2.5*10³;黑白电视机荧光屏:120左右;彩色电视机荧光屏:80左右。
3. 光通量与流明
光源所发出的光能是向所有方向辐射的,对于在单位时间里通过某一面积的光能,称为通过这一面积的辐射能通量。各色光的频率不同,眼睛对各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的辐射能通量相等,在视觉上并不能产生相同的明亮程度,在各色光中,黄、绿色光能激起最大的明亮感觉。如果用绿色光作水准,令它的光通量等于辐射能通量,则对其它色光来说,激起明亮感觉的本领比绿色光为小,光通量也小于辐射能通量。光通量的单位是流明,是英文lumen的音译,简写为lm。绝对黑体在铂的凝固温度下,从5.305*10³cm²面积上辐射出来的光通量为1lm。为表明光强和光通量的关系,发光强度为1坎德拉的点光源在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为1六名。一只40W的日光灯输出的光通量大约是2100流明。
4. 光照度与勒克斯
光照度可用照度计直接测量。光照度的单位是勒克斯,是英文lux的音译,也可写为lx。被光均匀照射的物体,在1平方米面积上得到的光通量是1流明时,它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源,常在光源上附加一个反射装置,使得某些方向能够得到比较多的光通量,以增加这一被照面上的照度。例如汽车前灯、手电筒、摄影灯等。
以下是各种环境照度值:单位lux
黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;阴天室内:5—50;阴天室外:50—500;晴天室内:100—1000;夏季中午太阳光下的照度:约为10*9次方;阅读书刊时所需的照度:50—60;家用摄像机标准照度:1400
球面度 开放分类: 数学、立体角
以球心为顶点在球的表面切割等于球半径平方的面积的立体角.
球面度 (steradian,符号∶sr)是 立体角 的 国际单位 。它可算是三维的 弧度 。其英文字是希腊语“立体”(stereos)和弧度(radian)的混合。 以 r 为 半径 的 球 的中心为顶点,展开的立体角所对应的球面表面积为 r 2 ,该立体角的大小就是球面度。球表面积为4 πr 2 ,因此整个球有4 π 个球面度。 球面度是 无维 的。 球面度等于(180/π) 2 或3282.80635 平方度