一、 發(fā)光強(qiáng)度（Intensity，簡寫為I）

1. 定義

光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的發(fā)光強(qiáng)度。它是點光源的固有屬性，表征發(fā)光體在空間發(fā)射的匯聚能力的。可以說，發(fā)光強(qiáng)度就是描述了光源到底有多亮。

2. 單位

坎德拉，即cd。

3. 解釋

發(fā)光強(qiáng)度是針對點光源而言的，或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場合。這個量是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會聚能力的。可以說，發(fā)光強(qiáng)度就是描述了光源到底有多“亮”，因為它是光功率與會聚能力的一個共同的描述。發(fā)光強(qiáng)度越大，光源看起來就越亮，同時在相同條件下被該光源照射后的物體也就越亮，因此，早些時候描述手電都用這個參數(shù)。
1cd是指單色光源（頻率540X10ˇ12HZ，波長0.550微米）的光，在給定方向上（該方向上的輻射強(qiáng)度為（1/683）瓦特/球面度））的單位立體角內(nèi)發(fā)出的發(fā)光強(qiáng)度。球面度是一個立體角，其定點位于球心，而他在球面上所截取的面積等于以球的半徑為邊長的正方形面積。光源輻射是均勻時，則光強(qiáng)為I=F/Ω，Ω為立體角，單位為球面度（sr），F為光通量，單位是流明，對于點光源則I=F/4。
現(xiàn)在LED也用這個單位來描述，比如某LED是15000的，單位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd來表示，是因為以前最早LED比較暗，比如1984年標(biāo)準(zhǔn)5mm的LED其發(fā)光強(qiáng)度才0.005cd，因此才用mcd表示，現(xiàn)在LED都很厲害了，但還是沿用原來的說法。
用發(fā)光強(qiáng)度來表示“亮度”的缺點是，如果管芯完全一樣的兩個LED，會聚程度好的發(fā)光強(qiáng)度就高。因此，購買LED的時候不要一味追求高I值，還要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的發(fā)射效率來達(dá)到，而是把鏡頭加長照射角度變窄來實現(xiàn)的，這盡管對LED手電有用，但可觀察角度也受限。另外，同樣的管芯LED，直徑5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直徑10mm的1/4，因為透鏡越大會聚特性就越好。
之所以用發(fā)光強(qiáng)度來表示手電或LED，是因為在相同距離下對被照射地的照度是與這個成正比的。特別的說，距離1m的lx就是cd值。但是，很多場合下我們需要照射面積大一些，所以只用發(fā)光強(qiáng)度這一特性還不能全面反應(yīng)手電的能力。比如，同樣的筒身，換個大頭（大反光杯）則I值馬上增大許多。因此，很多情況下我們用光通量（單位流明，見下）來表示手電了。
以上我們說“亮”和“亮度”時帶了引號，是因為這是我們常規(guī)說的亮度，并非光度學(xué)嚴(yán)格意義上的亮度，這一單位后面會展開。

4. 示例

太陽：2.8E27 cd；
高亮手電：10000 cd；
5mm超高亮LED：15 cd；

二、 光通量（Flux，簡寫為F）

1. 定義

光源在單位時間內(nèi)發(fā)射出的光量稱為光源的發(fā)光通量。它是光源的固有屬性，是單位時間內(nèi)光源輻射的總能量，即光功率。

2. 單位

流明，即lm。

3. 解釋

同樣，這個量是對光源而言，是描述光源發(fā)光總量的大小的，與光功率等價。光源的光通量越大，則發(fā)出的光線越多。
對于各向同性的光（即光源的光線向四面八方以相同的密度發(fā)射），則 F = 4πI。也就是說，若光源的I為1cd，則總光通量為4π =12.56 lm。與力學(xué)的單位比較，光通量相當(dāng)于壓力，而發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)于壓強(qiáng)。要想被照射點看起來更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會聚的手段，實際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強(qiáng)度。
要知道，光通量也是人為量，對于其它動物可能就不一樣的，更不是完全自然的東西，因為這種定義完全是根據(jù)人眼對光的響應(yīng)而來的。

4. 示例

40W的普通白熾燈的標(biāo)稱光通量為360 lm；
40W日光色熒光燈的標(biāo)稱光通量為2100 lm；
400W標(biāo)準(zhǔn)型高壓鈉燈的光通量可達(dá)48000 lm；

三、 光照度（Illuminance，簡寫為E）

1. 定義

1流明的光通量均勻分布在1平方米表面上所產(chǎn)生的光照度。它從另一個角度來反映光源亮不亮。

2. 單位

勒克斯即lx（以前叫l(wèi)ux）。

3. 解釋

光照度是對被照地點而言的，但又與被照射物體無關(guān)。一個流明的光，均勻射到1m2的物體上，照度就是1 lx。照度的測量，用照度表，或者叫勒克斯表、lux表。事實上，照度是最容易測量的了（相對其它三個量），照度表很便宜就可以買到（幾百元）。為了保護(hù)眼睛便于生活和工作，在不同場所下到底要多大的照度都有規(guī)定，例如機(jī)房不得低于200 lx。陽光下的照度是自然界里面很大的也很常見的了，為11萬lx左右（自己實測）。我剛才測量了一下，房間是3.8mx6.5m，有12個20W的日光燈管，桌面照度為400勒克司。

4. 示例

陽光直射（正午）下：110,000 lx；
陰天室外：1000 lx；
商場內(nèi)：500 lx；
陰天有窗室內(nèi)：100 lx；
普通房間燈光下：100 lx；
滿月照射下：0.2 lx；

四、 亮度（Luminance，簡寫為L）

1. 定義

單位光源面積在法線方向上，單位立體角內(nèi)所發(fā)出的光流，也叫單位面積發(fā)光面的光照強(qiáng)度（坎德拉/平米）。它反映的是發(fā)光面或反射面光線進(jìn)入到人眼里面時的感受亮不亮。

2. 單位

尼特，即nt，或者nit。等同于cd/m2。

3. 解釋

這個是最容易被誤解的概念了。亮度是針對光源而言，而且不是對點光源，是對面光源（包括發(fā)光面和反射面）而言的。無論是主動發(fā)光的還是被動（反射）發(fā)光的。亮度是一塊比較小的面積看起來（人眼的感受）到底有多“亮”的意思。這個多“亮”，與取多少面積無關(guān)，但為了均勻，我們把面積取得比較小，因此才會出現(xiàn)“這一點的亮度”這樣的說法。事實上，點光源是沒有亮度概念的。另外，發(fā)光面的亮度與距離無關(guān)，但與觀察者的方向有關(guān)。說一個手電很“亮”，并不是說該手電的亮度高（因為手電是沒有亮度概念的），而是說其發(fā)光強(qiáng)度大，或者是說被它照射的物體亮。說一個星星（點光源）很亮，并非是說其亮度高，而是說其星等高而已。亮度不僅取決于光源的光通量，更取決于等價發(fā)光面積和發(fā)射的會聚程度。
光亮度是指一個表面的明亮程度，即從一個表面出來或反射出來的光通量，而不同的物體有不同的反射系數(shù)（或吸收系數(shù)），例如在同一照度的地方，先后放上一張白紙和黑紙，對人眼而言其亮度差別是很大的。白紙的反射系數(shù)是80%，而黑紙的反射系數(shù)只有3%。

4. 示例

紅色激光指示器：20,000,000,000 nt；
太陽表面：2,000,000,000 nt；
白熾燈燈絲：10,000,000 nt；
陽光下的白紙：30,000 nt；
人眼能習(xí)慣的亮度：3,000 nt；
滿月表面：2,500 nt；
人眼能比較好的分辨出顏色的亮度：1 nt；
滿月下的白紙：0.07 nt；
無月夜空：0.0001 nt；

五、 彼此間的換算

1lux=1lm/m2
1nt=1cd/m2

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的发光强度/光通量/光照度/亮度/坎德拉/流明/勒克斯/尼特之间的关系和换算的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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