光度学和辐射度学

首先我们要了解光度学(Photometry)和辐射度学(Radiometry)的联系和区别。


一、光度学与辐射度学的区别

  光度学是度量人类视觉系统感知可见光明亮度的科学,是只限于可见光的,包含人眼感知特性的。辐射度学是度量包括可见光在内的所有电磁波辐射的科学。

  辐射度学可以认为是客观的物理科学, 是与人类无关的。而光度学却是一种主观的科学, 它以人类的平均感觉为基础, 因此它属于人类工程学范畴。

  以对光强的度量来说, 物理辐射度学以光的辐射能量这个客观单位来度量, 而光度学却以色光对人眼的刺激强度来度量。


二、光度学和辐射度学的联系

  说完了区别,现在来了解一下联系。

  光度学和辐射度学的定义、定义方程式是一一对应的。


  光度学有4个基本量,分别与辐射度学的4个基本量一一对应。


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1.光通量和辐通量

  光通量或辐通量可以理解为单位时间内通过某一面积的光辐射能量;光通量的单位是流明,通常我们用流明来评估投影仪或照明光源发出的总能量强弱;


2.光强度和辐强度

  光强度和辐强度用来评估单位立体角内发出的能量强弱;通常我们用强度时,把光源理解为点光源;比如我们评估LED点光源,在不同角度看时,能量强弱是不同的;


3.光照度和辐照度

  照度可以理解为光照射到某个面时的能量强弱,单位时勒克斯;我们经常用照度来评估光源照射到课桌表面的强弱来衡量教室内的光照是否充足,来保障学生视力;


4.光亮度和辐亮度

  亮度单位通常不认为发光体是点光源,而是一个面光源;所以亮度可以理解为单位面积内的光强度;亮度是我们日常生活中最常用的一种评估量,比如我们评估显示屏、仪表显示都是用亮度;亮度的单位是cd/m2,也常叫做nit尼特;


三、光度学与辐射度学的转换

  而如何把光度学和辐射度学单位进行相互转换呢?就是通过CIE(国际照明委员会)定义的光谱视觉效率函数V(λ)。它是表征人眼对不同波段的光的感应强弱的曲线。从图中可以看出人眼对555nm的绿光最敏感,而对可见光(380nm-780nm)以外的光没有感应。

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  正是通过这个函数曲线,我们可以把光度学和辐射度学紧紧联系在一起。可以说光度学是以辐射度学为基础,加入了人类的感知的一门学科。