光通量

光度学物理量

光通量(Luminous flux),符號是Φ標準單位流明(lumen,簡記為lm),是一種表示光功率的物理量[1],是表示光源整體亮度的指標[2]。指每單位時間內由光源所發出或由被照體所吸收的光能,可以由發光強度(Iv)對立體角積分計算得到。[3]

光通量體現的是人眼感受到的功率。對大量具有正常視力的觀察者所做的實驗表明,在較明亮環境中人的視覺對波長為555.0nm左右的綠色光最敏感,這種人眼對各波長光譜敏感程度不同的性質可以由視見函數V(λ)表示。光通量就是用來表示輻射功率經過人眼的視見函數影響後的光譜輻射功率大小的物理量。

定義

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發光強度為1燭光(cd)的各向同性的光源在1球面度(sr)的立體角內放射的光通量為1流明(lm)。1燭光(cd)的球狀光源所發出的總光通量為4π流明(lm)。

物理表達式

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光通量的物理表達式為:

 

式中:

K:光敏度、感光度(類比:膠捲的感光度)、人眼對於彩色的感知能力K = 683.002 lm/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,事實上人眼只對波長位於380nm~780nm的光有反應,習慣上我們把低於380nm的光波稱為紫外線,把高於780nm的光波稱為紅外線,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,是總結眾多針對人眼的測試經驗而得到的,它描述人眼對不同波長的光的反應強弱

相關單位及其換算

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與光通量不同,輻射通量(radiant flux)是所有電磁波發光總功率的量度,單位是瓦特(W)。光通量與輻射通量的比值稱為輻射發光效率

光通量、光強、亮度和照度的關係簡單歸納如下:光通量除以單位立體角等於光強(1 lm / sr =1 cd);光通量除以單位面積等於照度(1 lm/m2=1 lx),光強除以單位面積等於亮度(1 cd/m2)。

參考文獻

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  1. ^ 王尊信; 洪連輝. 光通量(Luminous flux). 國立臺灣大學. [2017-11-10]. [失效連結]
  2. ^ LED的光通量与照度和光强的关系. 中國光學光電子行業網. 2012-03-29 [2017-11-10]. (原始內容存檔於2019-06-11). 
  3. ^ 發光強度和照度. 國立臺灣師範大學物理系系友會. [2017-11-10]. (原始內容存檔於2020-09-17).