什么是光源的照度?光源的光通量投射到物体表面上,可以把表面照亮,单位面积上接受的光通量称为照度,用符号E表示,其单位为勒克斯(1x)。那么,光源的照度怎么测量?本文对光源照度的影响因素及测量方法做了简要的介绍,对光源知识感兴趣的朋友不妨了解一下!
照度是指受照物体表面单位面积上所投射的光通量,符号为E,单位为lx(勒克斯)。
如果光通量重均匀地投射在面积为A的表面上,则该表面的平均照度值为:E=Ф/A。
式中:
E——被照面的平均照度(lx);
Ф——被照面所接受的光通量(lm);
A——被照面的面积(m2)。
照度的单位为lx(勒克斯),1lx表示1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上,即1lx=1lm/1m2。阴天中午时室外的照度约为8000~20000lx;晴天中午时室外的照度可达80000~120000lx。
为了得到合适的照度,需要研究物体表面被照明的程度究竟与哪些因素有关,下面我们通过简单的实验来分析说明.
打开一盏可调台灯,逐渐调大灯泡的发光强度,观察平放于桌面的书本,表面看上去越来越亮,即照度在增大,若调光旋钮固定,把台灯升高,则可看到平放于桌面的书本表面变暗,即照度在减小。保持台灯的亮度及高度固定不变,将平放于桌面的书本的一边逐渐抬高,使光线与被照平面间的夹角逐渐变小,可以看到,光线垂直照射书本时,书本上获得照度大;光线斜照书本时,书本上获得的照度小,阳光照射到地球表面,在一天当中由于太阳相对地面的位置不断在改变,因此它的光线和地面间的夹角也就不断改变,地面上的照度随着这个改变而变化。可见,照度还跟光线的入射角有关。
实验和理论研究表明:一点光源照射在物体表面上的照度公式为:
上式中:E为照度,I为发光强度,r为距离,θ为入射角,它说明了点光源在物体表面上的照度跟光源的发光强度及光线的入射角的余弦成正比,跟光源到被照面之间的距离的平方成反比。
照度测量是最流行的光度测量形式。一般都用物理照度计,即用光电探测器代替人眼的光电式照度计。
照度计的测量原理较简单,整个探测器所接收的光通量除以探测器的面积,即为所测的照度,即E=Φ/A。
由于光电探测器的光谱灵敏度分布不同于人眼的光谱光视效率V(λ),故一般的照度计在探测器前都装有V(λ)滤光器。一个照度计是由带V(λ)滤光器的光电探测器及电子放大和读数系统所组成。过去广泛采用硒光电池为探测器,这是因为它的光谱灵敏度比其他探测器更接近人眼的光谱光视效率V(λ)的缘故。但由于硅光电元件的灵敏度、稳定性和寿命均较硒光电池为高,故近年来多采用硅光电池或硅光电二极管代替硒光电池作照度计的探测器件。
由于光电探测器所产生的光电流正比于所接收的光通量,测量时须将照度计的光敏表面与被测照度的表面重合,并尽量垂直于光的照射方向。所以读数系统可直接指示出所测的照度值。
一般照度计的测量精度为10%左右,高精度的照度计可达3%~4%。