辐射通量和光通量:它们是什么?

波长为100nm和1mm的电磁辐射称为辐射的光学范围。在这个范围内,波长为380 nm到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380nm的光辐射称为紫外辐射,波长大于780nm的光辐射称为红外辐射。

另一点需要注意的是,来自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”,功率是在所有波长(从零到无穷远)辐射的,但发现在光学范围以外的波长辐射的功率可以忽略不计。由于整个功率是在波长的光学范围内辐射的,因此可以说一个100w的白炽灯将辐射100w的功率。

什么是辐射通量?

辐射通量(也称为辐射功率)是单位时间内发射、反射、发射或接收的辐射能。辐射通量的国际单位是瓦特(W),也就是焦耳每秒(J/s),以国际单位制为基本单位。

从任何辐射源,单位时间的辐射能量称为辐射通量. 假设辐射能量表示为Q焦耳

式中,Φ为每秒辐射能量,单位为瓦特。这意味着辐射通量只是辐射能量。
尽管人们已经认为通量在波长的光学范围内辐射,但辐射通量不是所有波长都相等。它随波长而变化。让我们考虑一下λ(λ) 是波长λ处的辐射通量。

因此,在整个波长范围内,辐射通量是

如果这个辐射是在人类的视觉感觉范围内,那么这个辐射通量被称为光通量。

光通量是多少?

光通量单位为流明(lM)而不是瓦特。与光学范围相比,可见光波长范围非常窄,人眼的灵敏度随着可见光范围内波长的变化而变化很大。人眼对不同波长光的灵敏度可用光谱灵敏度函数或光效函数V来表示λ.

这实际上与相对光谱灵敏度函数V(λ)成正比。人眼的明视灵敏度在波长555nm处最大。在该波长处的相对光谱灵敏度取1。在555nm波长处的发光效率为683流明/瓦。因此,在可见光范围内的任何波长的发光效率可以从方程中找到

哪里,vλ是波长λ处的相对光谱灵敏度,表示波长λ处的相对光谱灵敏度函数V(λ)的值。

给你,Vλ流明与波长λ处的一瓦特辐射通量相关,因此在Φ处λ瓦特辐射通量,会有Φλvλ流明。这个量被定义为波长λ处的光通量。对于整个可见光波长范围光通量

这是一个转换方程,用于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。
我们可以在感知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。当人眼处于黑暗中时,在最高灵敏度波长处的灵敏度几乎是它的2.5倍。
光度函数

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