光源的光亮度怎么理解？光源的光亮度怎么測量？

什么是光亮度？光亮度簡稱亮度，是受光物體表面因光線反射所呈現(xiàn)的明亮程度。它在數(shù)值上等于單位面積的光源表面，在法線方向的單位立體角內(nèi)傳送出的光通量。那么，光源的光亮度怎么測量？本文對光源光亮度的定義及測量方法做了介紹，對此感興趣的朋友可以了解一下！

光源的光亮度怎么理解？

亮度用于表示發(fā)光面明亮程度，指發(fā)光表面在視線方向單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度。

發(fā)光體在視網(wǎng)膜上成像所形成的視感覺與視網(wǎng)膜上物像的照度成正比，物像的照度越大，就會(huì)感覺越亮。而該物像的照度與發(fā)光體在視線方向的投影面積成反比，與發(fā)光體在視線方向的發(fā)光強(qiáng)度成正比。故亮度Lα可表示為：Lα=dIα/cosα·dS。

對于平均值，則有：Lα=Iα/cosα·S。

對于一個(gè)漫散射面，盡管各個(gè)方向的光強(qiáng)和光通量不同，但各個(gè)方向的亮度都是相等的。電視機(jī)的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面，所以從各個(gè)方向上觀看圖像，都有相同的亮度感。

由于物體的表面亮度在各個(gè)方向上不一定相等，常在亮度符號的右下側(cè)注明角度α，指明物體表面的法線與光線之間的夾角。亮度的曾用國際單位為nt（尼特），意義為1m2表面積上，沿法線方向（α=0）產(chǎn)生 1cd 的發(fā)光強(qiáng)度，即：1nt=1cd /1m2。

有時(shí)也用另一較大單位sb（熙提）表示每1cm2 面積上發(fā)出1cd發(fā)光強(qiáng)度時(shí)的亮度單位：1sb=104nt。

一些常見光源的亮度值如下所示：

太陽表面（正午）：225000sb

太陽表面（近地平線）：160000sb

晴天天空（平均值）：0.8sb

陰天天空（平均值）：0.2sb

白熾燈燈絲（真空燈泡）：200sb

白熾燈（充氣燈）：1200sb

光源的光亮度測量方法：

一般光源的光亮度不僅與測量方法有關(guān)，而且與表面的位置有關(guān)。為了測量方便，常在發(fā)光面前加一光闌，以測定光闌所限制部分的發(fā)光面在水平方向的光亮度。如需要測定發(fā)光面其他部分的光亮度，可以改變光闌和探測器的位置。

1.直接測量光照度來確定光源的亮度

如上圖所示，光源面積為B，光闌離光源ab很近時(shí)，則光源ab向探測器S發(fā)出的光通量大約等于在光闌處面積為B的光源向S發(fā)出的光通量。如光闌孔的尺寸比距離r小很多，則s上的照度為：E=LB/r²。

測出光照度E和距離r，光亮度L即可確定為：L=Er²/B。

當(dāng)光源為帶狀或線狀時(shí)（如鎢帶燈或直線鎢絲燈），光闌的主要作用是限制發(fā)光體的高度，這時(shí)光源的亮度由上圖可得：

式中，r1、r2分別為探測器S與光闌D以及探測器S與光源ab間的距離；h為光闌的高度；W為發(fā)光面的寬度。

2.由光源成像的光照度來確定光源亮度

這種方法可以用于測量不可接近的發(fā)光體（如高溫發(fā)光體）和光照度很低的情況。

如上圖所示，若發(fā)光面積A1經(jīng)過透鏡D成像為面積A2。發(fā)光面及其像與透鏡D的距離分別為r1和r2，S為透鏡D的面積，τ為透鏡的透射比。如果r1和r2比A1和A2的尺寸大很多，則發(fā)光面向透鏡D發(fā)射并透過D的光通量為：

像的照度為：

由透鏡的成像關(guān)系得：

所以亮度為：