灯光的亮度和灯本身的那些因素有关?

灯光的亮度和灯本身的那些因素有关?

亮度跟能量有关,但灯泡的功率并不能完全代表亮度

物理学中常用跟亮度有关的单位有表示发光强度的坎德拉(candela)、表示光通量的流明(lumen)以及表示照度的勒克斯(lux)。

这几个单位中最基础的是发光强度坎德拉,它和其它很多物理学单位一样有一个拗口烧脑的定义: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或1769℃)时,沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。

如果读了5遍还搞不明白就换个方式理解,还有一个非标准的发光强度单位叫做“烛光”可以帮助大家理解,1烛光大约就是一支蜡烛发出的光强度。1坎德拉的发光强度等于60个烛光,也就是说一坎德拉大约是60支蜡烛发出的亮度。这样理解是不是so easy呢?如果想知道一坎德拉有多亮,那就去买60支蜡烛点起来看看。想象一下坎德拉这个单位还是挺大的。

一支蜡烛发的光就是一烛光,60支蜡烛一起发光大约是一坎德拉

有了这个关于亮度的基础单位,我们就可以定义别的单位了。手电玩家经常说某某手电筒是多少流明,这里的流明是一个衡量光源总发光亮的单位,其定义是发光强度为一坎德拉发光体在一平方度的球面积内通过的光量。日常生活常用的手电筒光通量为几十到一两百流明,而有的发烧手电光通量能到几千甚至上万流明,真正闪瞎眼啊。

照度和光通量的关系

用手电的时候我们都有经验,如果把手电的光斑聚得很小,看起来就会很亮。而把光斑放大就没那么亮了。这又涉及到另外一个跟光亮度有关的概念:照度,其单位是勒克斯lux。勒克斯的定义是单位面积上的光通量,1平方米面积光通量是1流明,其照度就是1lux。

光束非常集中的激光指星笔,照度超高

要理解这一点,可以类比一下压强单位:同样都是10牛顿的力,通过一块瓷砖压在手上,不会有什么太大感觉。但如果同样的力通过一个针头作用在手上,那就深深扎肉里去了。类似的,一个100流明的手电筒如果用来照亮整个篮球场,那只能勉强看见书上的字。但如果汇聚成一束激光,那就会亮得像绝地武士的激光剑!

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