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什麽是光通率?

電學中有電通量概念,磁學中有磁通量概念,光學中不僅有光通量概念,還有輻射通量概念.對於前兩個“通量”概念,大家都很熟悉,但對於後兩個“通量”概念,有些人可能就不是那麽熟悉了,特別是對光通量和輻射通量這兩個非常相似的概念,很可能壹時難以分清,甚至產生錯覺:認為既然光是屬於壹定波長範圍內的壹種電磁輻射,那麽,光通量就是輻射通量.他們殊不知光量是壹個包含著主客觀雙重因素的物理量.

的確,光通量概念是起源於輻射通量概念,或者說,光通量概念是在輻射通量概念基礎上發展、建立起來的,兩者有著緊密的聯系及相似點.因此,要能透徹理解光通量概念,還得先從輻射通量說起.

眾所周知,光的傳播過程也就是能量的傳遞過程,發光體(光源)在發光時要失去能量,而吸收到光的物體就要增加能量.發光體在單位時間內輻射出來的光(包括紅外線、可見光和紫外線)的總能量就是光源的輻射通量.有時為了研究光源表面某壹個面積元的輻射情況,又可以用面積元輻射通量概念.所謂面積元輻射通量就是單位時間內由該光源面積元實際傳送出的所有波長的光能量,常用表示.由此可見,輻射通量是壹個輻射度學中的純客觀物理量,它具有功率的量綱,常用單位是瓦特.例如,在地面上跟太陽光垂直的面上每平方米所得的太陽輻射通量是1320瓦特.

輻射通量雖然是壹個反映光輻射強弱程度的客觀物理量,但是,它並不能完整地反映出由光能量所引起的人們的主觀感覺——視覺的強度(即明亮程度).因為人的眼睛對於不同波長的光波具有不同的敏感度,不同波長的數量不相等的輻射通量可能引起相等的視覺強度,而相等的輻射通量的不同波長的光,卻不能引起相同的視覺強度.例如,壹個紅色光源和壹個綠色光源,若它們的輻射通量相同,則綠色光看上去要比紅色光光亮些.具體是人眼對黃綠光最敏感,對紅光和紫光較不敏感,而對紅外光和紫外光,則無視覺反應.關於這方面知識的詳細研究要引出壹個視見函數概念,視見函數常以V()表示,它表示人眼對光的敏感程度隨波長變化的關系.光度學上,把輻射通量與相應的視見函數的乘積稱作為“光通量”,可用表示,即.因為人眼對波長為0.550微米的“綠色光”最敏感,故常把它作為標準,並把這個波長的視見函數V()定為1.這樣,對於“綠色光”而言,其輻射通量就等於光通量,其他波長的視見函數都小於1,於是,光通量也就小於相應的輻射通量.顯然,光通量也有功率的量綱,但其常用的單位是“流明”.流明和瓦特有著壹定的對應關系(或稱光功當量),經實驗測定:當光波長為5550埃時,1瓦特相當於683流明,當光波長為6000埃時,1瓦特相當於391流明.由此可見,同樣發出1流明的光通量,波長為6000埃光所需的輻射通量約為波長為5550埃光的1.75倍左右.

綜上所述,盡管光通量與輻射通量的量綱相同,但是,輻射通量是壹個輻射度學概念,是壹個描述光源輻射強弱程度的客觀物理量.而光通量是壹個光度學概念,是壹個屬於把輻射通量與人眼的視覺特性聯系起來評價的主觀物理量.或者可以說,光通量是按光對人眼所激起的明亮感覺程度所估計的輻射通量.總之,光通量與輻射通量是兩個不同的光學概念,決不能混為壹談.

參考資料:

/gz/tbjak/g3/g3wl/200606/74013.html