2025-06-04

有關光的單位與相關描述

亮度:Luminance 又稱輝度,光源在給定方向上單位面積單位立體角內所發出的的光通量,單位是燭光每平方米,舊單位是尼特,表示人眼對發光體或被照射物體表面的發光或反射光強度實際感受的物理量。

可理解為:單位面積內看上去有多亮。國際單位制中規定,「亮度」的符號是Lv,單位為燭光每平方米(cd/m2),舊稱尼特(nit)。

光通量:Luminous flux,符號是Φ,標準單位是流明(lumen,簡記為lm),是一種表示光功率的物理量,是表示光源整體亮度的指標。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)對立體角的積分計算得到。

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)。

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 =1 Lv)。
發光強度或稱光強:Luminous intensity,在光度學中簡稱光強或光度。用於表示光源給定方向上單位立體角內發光強弱程度的物理量,國際單位為燭光,符號:cd,又稱坎德拉。

早年發光強度單位叫做燭光(candle),它是通過一定規格的實物為基準來定義的。最初的基準是標準蠟燭,後來用一定燃料的標準火焰燈以至標準電燈。但所有這些標準具在一般實驗室中都不易複製,很難保證其客觀性和準確性。

1948年第9屆國際計量大會決定用一種絕對黑體輻射器作標準,並給予發光強度以現在的命名:candela(cd,燭光)。

早期人們曾把1瓦白熾燈的發光強度稱之為1燭光,例如25瓦就稱為25燭光。其原因是100瓦白熾燈發出的光通量約400π流明,換算後每瓦的發光強度約為1燭光。

照度:Illuminance 是每單位面積所接收到的光通量;可理解為單位面積內獲得多少光。

照度的國際單位是勒克斯(lx=lux)或輻透(ph=phot),1勒克斯=1流明/平方米,1 輻透 = 1流明/平方厘米,1 輻透 = 10000勒克斯。

居家的一般照度建議在300 ~ 500勒克斯之間 。照度的大小取決於光源的發光強度,及被照體和光源之間的距離。對於同樣光源而言,當光源的距離為原先的兩倍時,照度減為原先的四分之一,呈平方反比關係。

照度是照射在某一單位面積表面上的入射光的總量;而亮度是指從某一單位面積表面上反射到人眼中的反射光總量。

在攝影技術中,曝光量(photometric exposure)的定義是:H=Et

其中H是曝光量,E是影像平面的照度,而t是曝光時間。

照度E由f值所控制,但也取決於環境亮度。

曝光值(Exposure Value,EV)代表能夠給出同樣曝光的所有相機光圈快門組合。這一概念是在一九五零年代在德國發展起來的,試圖用以簡化在等價的拍攝參數之間進行選擇的過程。曝光值同樣也可以表示曝光刻度上的一個級差,1EV對應於兩倍的曝光比例並通常稱為「一檔」或「一段」。

曝光值最早是使用符號Ev來表示。ISO標準中延續了這一使用方法,但在其它地方EV這個縮寫更為常見。

「曝光值」是指的是拍攝參數(camera settings)的組合,而不是曝光量(photometric exposure)。為了避免混淆,一些作者使用機身曝光(camera exposure)來指代拍攝參數。1964年的ASA照相機自動曝光控制標準(ASA PH2.15-1964)採用了相同的途徑,並使用了更確切的術語「機身曝光參數」(camera exposure settings)。然而,攝影師通常既使用「曝光」來指代拍攝參數,又用其來指代曝光量。

在色度學和色彩理論中,明度(lightness)也稱色值或色調,是色彩的明暗、深淺、濃淡的程度;在物理學中,為描述物體或光源表面相對明暗特性的一個參量,是顏色的三屬性之一。

直觀上,在顏色系統中、同樣的照明條件下,以白板作為基準或與同樣亮的白色物體相比,對物體表面的視知覺特性給予分度。例如:在同一色系裡色彩有深有淺,淺者明度高,深者明度低。又如:物體表面對光的反射越高,其明度越高,白色明度最高,黃色其次,黑色明度最低。

發光強度
燭光(candlepower) = 1 燭光

亮度
英尺-朗伯(Footlambert) = 1/π 燭光每平方英尺 = 3.426 燭光每平方米
朗伯(lambert) = 1/π 燭光每平方厘米
毫朗伯(Millilambert)= 1/1000 朗伯
熙提(Stilb) = 1 燭光每平方厘米
照度
英尺燭光(Foot-candle),字面意義是發光強度為1燭光的點光源的1英尺距離處的表面的照度。1 ft-c = 1 lm/ft² = 10.764 lux. 工業上常常採用1 ft-c = 10 lux.
輻透或厘米燭光(Phot),相當於"流明每平方厘米"


七大國際單位物理量:長度(米)、質量(公斤)、時間(秒)、電流(安培)、熱力學溫度(克耳文)、物質的量(莫耳)和發光強度(燭光)。

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