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光的度量及单位 发光强度 发光强度的单位是7个基本物理单位之一。它是光度量，辐射度量和色度量的基础。发光强度是用来表示点光源的发光能力的。在给发光强度下定义的时候，首先要假定辐射源是个点光源。其后要介绍的一些光度量单位，例如：光通量，光亮度和光照度等，都是由发光强度的概念，直接或间接推导出来的。 什么叫点光源？ 点光源是指相对于观察距离而言，发光体的体积尺寸要小得多，而且它发出去的光在各个方向上是相等的。例如天上的星星，虽然它的绝对体积尺寸并不小，但是相对于与我们之距离来说，它的体积尺寸是算小的，所以可以认为是一种点光源。又例如一个普通的100W白炽灯泡点亮状态，在1000米之外来观察它，可以认为是一个点光源。但如果在10米之内来观察它，就不能认为是点光源。 普通小功率LED发光二极管，内部发光体的面积，大约只有0.3mm2，但是经过封装加工后，把这个发光体装在一个顶部像碗状的金属支架上，顶部再装上一个环氧树脂透镜，光钱就大部分集中在顶部的垂直方向上，在金属支架的这个方向几乎没有光射过来。所以LED不是点光源。所以LED的发光强度不能符合严格物理学定义，从而也不符合距离平方反比定律。国际照明委员会CIE专门讨论过此问题，并折衷地采用“平均发光强度”的概念。 什么叫发光能力？ 发光能力是指光源发出可见光功率的能力。可见，发光强度含有类似于功率的意义，确切地说，它是人眼可以看得见并可感受到的那部分光功率的强度。 发光强度的单位 对于任何一种物理量的度量，首先要确定用什么量值做单位。长度以米做基本单位；时间以秒做基本单位；重量以克为基本单位，能量以焦尔为基本单位；电量以库伦为基本单位等等。 发光强度以“坎特拉”为基本单位。英文缩写为“cd”。英文原词candle，意为烛光。“坎特拉”和“烛光”是同一个意思。为简化叙述，以下我们都说成cd。 在科学发展的历史上，cd的确定，经历多次变化，这种变化的历史，正说明光学史进步与发展。但也给许多教科书，或技术文献造成许多混乱的表述，甚至含糊不清的定义，不能给读者以清晰准确的概念。 最早cd单位的确定—1支标准蜡烛的发光能力。 早期由于缺乏对光发射能力测定技术，所以采用一支特定规格的蜡烛光，做为一个光源发光能力的单位。发光强度的单位，有时候也称为“烛光”，也许跟这个历史原因有关。随着科学技术的进步，这种做法也不太准确了。也很难进行定量化。 用一个相当于标准蜡烛的电灯泡发光强度作为1cd的单位标准。这种做法准确度和稳定性都很差。 黑体做为cd单位的标准发光体。 1967年国际计量大会做出规定：在101325 N/m2的压力条件下，使黑体内的纯白金处于凝固温度下，在cm2表面垂直方向上白金发出光的发光强度为1cd。 这种方法定出来的cd单位，是比较稳定也精确了。但它更多的是从绝对量的度量系统出发的。还不能很直接地反映眼睛感觉的定量度量。 必威体育精装版对cd的标准定义。 1979年，在巴黎举行的第十六届国际度量衡会议上，对cd单位做出决定： “若一个单色光的点光源，波长λ=555nm，在单位立体角内的辐射功率为W，则该点光源的发光强度为1cd”。 这样的定义，精确，且有明确可测量的数量表达，又把眼睛的主观感觉联系在一起了。其中，点光源λ=555nm，单位立体角，辐射功率W等，都是明确可测的数量。 图示表示法： 什么叫单位立体角？ 单位立体角是个空间范围的概念。若以空间的一个点为中心，以1米为半径，在空间展开，构成一个球体，则球的表面积为，球表面上的面积与球中心所构成的空间角，称为一个单位立体角。可见一个球总共有个单位立体角。 假如不是λ=555nm的单色光，而是白光，或其它混色光，怎样理解1cd的发光强度？ 设混色光的光谱功率分布函数为P(λ)，则辐射的可见光功率为： 若 符合上式关系等式的混色光的发光强度为1cd ，其中，V（）——是视觉灵敏度函数。 什么叫mcd？ Cd的千分之一，称为mcd，叫“毫烛光” 不是点光源，引出“平均发光强度”的概念。 大多数光源，都不能看成点光源。严格地说，一个当源在不同的方向上，其发光 强度是不同的，这就引出了发光强度的光度空间分布图。 利用积分球，它是一个密封的金属球体，有各种大小不同的直径。我们实验室有 0.3米直径和1.5米直径的积分球。其内部涂了含有硫酸钡的白色乳胶。被测发光体置 于球的中心位置，发出的光线经内壁多次反射，形成内壁的照度处处均匀的效果。在 球壁的某个地方，开个小孔，安装上光纤探头，对内部的照度进行取样，取样的信号 送至光谱测试系统，进行放大分光，测出各项