辐射通量和光通量:它们是什么?

波长从100 nm到1 mm的电磁辐射称为辐射的光学范围。在这个范围内,波长为380 - 780 nm的电磁辐射称为光,这个范围是可见光波长范围。波长小于380 nm的光辐射称为紫外线辐射,波长大于780 nm的光辐射称为红外辐射。

另一点需要注意的是,辐射源的大部分功率是在波长的光学范围内辐射的。虽然根据“黑体辐射理论”功率辐射在所有波长(从零到无穷),但发现辐射在光学范围以外的波长的功率是微不足道的。由于整个功率是在波长的光学范围内辐射的,所以可以说一个100 W的白炽灯会辐射100 W的功率。

什么是辐射通量?

辐射助焊剂(也称为辐射功率)是每单位时间发射,反射,传输或接收的辐射能量。辐射通量的SI单位是瓦特(W),即焦耳每秒(J/s)的SI基单位。

从任何辐射源,每单位时间的辐射能量被称为辐射助焊剂.假设这个辐射能量记为Q焦耳

式中:Φ为每秒辐射能量,单位为瓦特。这意味着辐射助焊剂就是辐射的能量。
虽然它已经被认为是整个力量或助势在光学波长范围内辐射,但辐射通量对所有波长不相等。它随波长而变化。让我们考虑Φλ(λ)是波长λ的辐射通量。

因此,对于整个光学范围的波长,辐射通量将是

现在,如果这种辐射在人类的视觉感觉中,那么这辐射助焊剂称为光通量。

什么是光通量?

光通量单位为Lumen (l)而不是瓦特。波长的可见范围与光学范围相比是相当狭窄的,人眼的灵敏度随可见范围内的波长变化很大。人眼对不同波长光的灵敏度可以用光谱灵敏度函数或光效函数V来表示λ

这实际上正比于相对光谱灵敏度函数V(λ)。人眼对光视觉的灵敏度在波长555 nm时最大。该波长处的相对光谱灵敏度取1。在555 nm波长处的发光效率为683流明/瓦。因此,在可见范围内的任何波长的光效都可以从方程中得到

在那里,vλ为波长λ处相对光谱灵敏度,即为波长λ处相对光谱灵敏度函数V(λ)的值。

在这里,五λ流明与波长λ的1瓦辐射通量相关,因此在Φ上λ瓦辐射通量,会有ΦλVλ流明。这个量定义为波长λ处的光通量。对于波长的整个可见范围光通量

这是转换方程,用来从辐射量中量化任何光度量,当我们试图关联辐射通量和光通量时,我们使用这个方程。
我们可以在视觉光刺激与入射辐射功率的关系图中表示光谱效能作为波长的函数。在黑暗中,人眼的敏感度几乎是其最大敏感度波长的2.5倍。
光度函数

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