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【清易科普】什么是光照强度(上){永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}!

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作者:光学人生来源:https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=159255网址:https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=159255

光照强度的定义

光照强度是一种物理术语{永利112net手机版主词},指单位面积上所接受可见光的光通量{永利112net手机版主词}。简称照度{永利112net手机版主词},单位勒克斯(Lux或Lx){永利112net手机版主词}。用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量{永利112net手机版主词}。

在光度学(photometry)中{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},“光度”是发光强度在指定方向上的密度{永利112net手机版主词},但经?{永利112net手机版主词};岜晃蠼馕斩?。光度的国际单位是每平方米所接受的烛光(中国大陆{永利112net手机版主词}、港澳称坎德拉){永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。

光照强度对生物的光合作用影响很大{永利112net手机版主词}永利112net手机版主词}?赏ü斩燃评床饬?。

一个被光线照射的表面上的照度(illumination/illuminance)定义为照射在单位面积上的光通量{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。设面元dS上的光通量为dΦ{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},则此面元上的照度E为:E=dΦ/dS {永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。1 lx=1 lm/㎡{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。被光均匀照射的物体{永利112net手机版主词},在1平方米面积上所得的光通量是1流明时,它的照度是1勒克斯{永利112net手机版主词}。流明是光通量的单位{永利112net手机版主词}。发光强度为1烛光的点光源{永利112net手机版主词},在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为“1流明”。烛光(Candela){永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},音译“坎德拉”{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。烛光的概念最早是英国人发明的{永利112net手机版主词},它是发光强度(Luminous intensity)的单位。

当时英国人以一磅的白蜡制造出一尺长的蜡烛所燃放出来的光来定义烛光单位{永利112net手机版主词}。而如今的定义已有了变化:以一立方厘米的黑色发光体加热{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},一直到该发光体将熔为液体时{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},所发出的光量的1/60就是标准光源{永利112net手机版主词},而烛光就是这种标准光源所放射出来的光量单位。

光照强度的术语

1.自然光照与人工光照

日光照射即为自然光照{永利112net手机版主词},灯光照明即为人工光照{永利112net手机版主词}。

2.光照周期与光照时间

自然界一昼夜 24h为一个光照周期{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。有光照的时间为明期,无光照的时间为暗期{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。自然光照时一般以日照时间计光照时间(明期);人工光照时,灯光照射的时间即为光照时间{永利112net手机版主词},为期24h的光照周期为自然光照周期{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词};为期长于或短于24h的称为非自然光照周期{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词};如在24h内只有一个明期和一个暗期的称为单期光照{永利112net手机版主词};如在24h内出现二个或二个以上的明期或暗期{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},即为间歇光照{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。一个光照周期内明期的总和即为光照时间{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。

3.发光强度

光源在某一方向立体角内透过光通量的大小{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。单位:坎德拉(candela,cd)。

4.光通量

光源单位时间内所辐射的光能叫光源的光通量{永利112net手机版主词},其单位是流明(各点都与1烛光光源相距1英尺的1平方英尺面积上的光量为1流明)。

5.相关定义

照度是物体被照明的程度{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。也即物体表面所得到的光通量与被照面积之比{永利112net手机版主词},单位是勒克斯Ix (1勒克斯是1流明的光通量均匀照射在1平方米面积上所产生的照度) 或英尺烛光fc(1英尺烛光是1流明的光通量均匀照射在1平方英尺面积上所产生的照度){永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},1 fc=10.76 lx{永利112net手机版主词}。

夏季在阳光直接照射下{永利112net手机版主词},光照强度可达6万~10万lx,没有太阳的室外0.1万~1万lx{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},夏天明朗的室内100~550lx,夜间满月下为0.2lx{永利112net手机版主词}。

白炽灯每瓦大约可发出12.56 lx的光{永利112net手机版主词},但数值随灯泡大小而异{永利112net手机版主词},小灯泡能发出较多的流明{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词},大灯泡较少{永利112net手机版主词}。荧光灯的发光效率是白炽灯的3~4倍,寿命是白炽灯的9倍{永利112net手机版主词},但价格较高{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}。一个不加灯罩的白炽灯泡所发出的光线中{永利112net手机版主词},约有30%的流明被墙壁{永利112net手机版主词}、顶棚、设备等吸收{永利112net手机版主词};灯泡的质量差与阴暗又要减少许多流明{永利112net手机版主词},所以大约只有50%的流明可利用{永利112net手机版主词}。一般在有灯罩{永利112net手机版主词}{永利112net手机版主词}、灯高度为2.0~2.4m(灯泡距离为高度的1.5倍)时,每0.37㎡面积上需1W灯泡{永利112net手机版主词}、或1㎡面积上需2.7W灯泡可提供10.76 lx。灯泡安装的高度及有无灯罩对光照强度影响很大{永利112net手机版主词}。

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