光通量:人眼所能感覺到的輻射功率-中文百科頻道

基本釋義

光通量是指按照國際規定的标準人眼視覺特性評價的輻射通量的導出量，以符号Φ(或Φr)表示。光通量與輻射通量的關系為，式中Km為光譜光視效能的最大值，等于683lm/W;V(λ)為國際照明委員會(CIE)規定的标準光譜光視效率函數;Φeλ為輻射通量的光譜密集度。光通量的單位是lm(流明);λ為光譜光視效率。1lm等于由一個具有1cd(坎德拉)均勻的發光強度的點光源在1sr(球面度)單位立體角内發射的光通量，即1lm=1cd·sr。一隻40W的普通白熾燈的标稱光通量為360lm，40W日光色熒光燈的标稱光通量為2100lm，而400W标準型高壓鈉燈的光通量可達48000lm。

光視效能是光通量與相應的輻射通量之商，單位是lm/W。對于複合輻射，其符号為K，K=Φ/Φe。波長為λ的單色輻射的光視效能符号為K(λ)，稱為光譜光視效能，即，式中Km為K(λ)的最大值，稱為最大光譜光視效能。根據各國國家計量實驗室測量的平均結果，在明視覺條件下，Km位于頻率為540×101Hz處(λ=555nm處)。1977年國際計量委員會采用頻率為540×10Hz的單色輻射的最大光譜光視效能Km=683lm/W。在暗視覺條件下，K′m=1754lm/W。

光譜光視效率函數亦稱視見函數。它是在特定光度條件下，視亮度感覺相等的波長為λm和λ的兩個輻射通量之比，以符号V(λ)表示。λm選在最大比值等于1處。在明視覺條件下(适應亮度大于幾個坎德拉每平方米)，λm=555nm，此時V(λ)=1。1971年國際照明委員會(CIE)公布的明視覺V(λ)的标準值于1972年獲國際計量委員會批準。在暗視覺條件下(适應亮度小于0.01cd/m)的光譜光視效率函數以符号V′(λ)表示，其最大值位置向短波方向移7動，在λ′m=507nm時，V′(λ)=1。圖中的V′(λ)曲線是CIE1951年推薦的。

物理單位

光通量的單位為“流明”。光通量通常用Φ來表示，在理論上其單位相當于電學單位瓦特，因視覺對此尚與光色有關。所以依标準光源及正常視力度量單位采用“流明”，符号：lm。

1、光通量是每單位時間到達、離開或通過曲面的光強度。

2、光通量是燈泡發出亮光的比率。

流明(lm)是國際單位體系(SI)和美國單位體系(AS)的光通量單位。如果将光作為穿越空間的粒子（即光子），那麼到達曲面的光束的光通量與1秒鐘時間間隔内撞擊曲面的粒子數成一定比例。

光通量的物理表達式為：

式中：K：光敏度、感光度（類比：膠卷的感光度）、人眼對于彩色的感知能力K=683.002lm/W。K值使光通量的單位與輻射功率的單位得到統一。

λ：波長，事實上人眼隻對波長位于380nm~780nm的可見光有反應，習慣上我們把低于380nm的光波稱為紫外線(Ultraviolet，簡稱UV)，把高于780nm的光波稱為紅外線(Infrared，簡稱IR)，這一點也反映在了視見函數V(λ)中。

V(λ)：稱為人眼相對光譜敏感度曲線，亦作視見函數曲線，是總結了衆多針對人眼的測試經驗而得到的，它描述了人眼對不同波長的光的反應強弱。

說明

光源的輻射能通量，對人眼所引起視覺的物理量。即單位時間内某一波段内的輻射能量與該波段的相對視見率的乘積。人眼對不同波段的光，視見率不同；故不同波段的光輻射功率相等，而光通量不等。

人眼對亮度的敏感程度與顔色有關，在整個可見光範圍内并不是均勻的，可以用相對敏感函數曲線進行描述。

在環境明亮時，人眼對于波長X=555nm（環境黑暗時為507nm）的光線最為敏感，我們定義這時的相對視敏度Vs(555)=1。當X為其它值時，Vs(X)均小于1。如果對于某一波長X的單色光，其輻射功率為P(X)，相對視敏函數為Vs(X)，則可以定義光通量為Y(X)=P(X)*Vs(X)。

當P(X)以瓦為單位時，Y(X)的單位為光瓦.隻有當X=555nm時，1瓦光輻射功率産生683lm(流明）的光通量。

由于人眼對不同波長的光的視見函數不同，所以不同的波長的光的輻射功率即使相等，其光通量并不相等。例如當波長為5500的綠光與波長為6500Å的紅光輻射功率相同時，前者的光通量為後者的10倍。光通量的單位是流明(lm)。在光度學中，它是據發光強度的單位cd以及根據發光強度與光通量的關系而導出的。1lm數值上等于在某一方向的發光強度為1cd的點光源在該方向上的單位立體角内傳送出的光通量。