光源的光通量怎么理解？光源的光通量怎么测量？

光源的光通量怎么理解？光源在单位时间内发出的光量称为光源的光通量，在光度学中，光通量是从辐射通量导出的量，它明确地定义为能够被人眼视觉系统所感受到的那部分辐射功率的大小的量度，单位为lm（流明）。那么，光源的光通量怎么测量？本文为大家做了介绍，对光源性能参数知识感兴趣的朋友可以了解一下！

光源光通量的定义：

光通量Ф：度量光源在单位时间内向某立体角内辐射的相对视见率的光能量，即人眼所能感觉到的光的辐射功率（辐射能量流速率）的物理量。

Φ=I·Ω

即单位时间某立体角内的光辐射能量与相对视见率的乘积，亦即单位时间某立体角内各波段的辐射能量与该波段相对视见率的乘积之和。

光源光通量的单位：

（1）光通量的单位为流明lm（lumen）：发光强度为1cd且各方向发光强度均相同的点光源，在1球面度的单位立体角内所发射出的光通量为1流明=1坎德拉·球面度，即1lm = 1cd·sr。

1cd点光源的总光通量为4π流明（因空间立体角共有4π球面度）。

若光源为均匀发光体，则该光源总光通量中Φ总为：

Φ=Ι·Ω=4π·Ι

（2）由于人眼对不同波长之光的相对视见率不同，故此不同波长之光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。

例如，波长555nm与650nm之光的辐射功率相等时，前者为后者光通量的10倍。

（3）不计相对视见率的辐射通量的单位为瓦（W）。

若某光源仅辐射555nm波长的光能，且辐射能量为1瓦，则该光源所发出的光通量为683流明。（因1cd为1/683W/st，所以1W相当于683cd·sr即683lm）。

显然实际光源辐射的光谱绝非单一波长，而非555nm波长之光的视见函数又小于1，所以实际光源的光通量一般远比683lm为小。

光源光通量的测量方法：

光源的发光强度是光度学中的基本量，而且由发光强度可以导出其他光度量。但要表征光源的特性，单以光源的发光强度来表示是不完全的，这是因为一般光源在各个方向上的的发光强度并不一致，故只有用总光通量来说明更为合适。

对各向同性的点光源，其光通量Φ=4πI，所以只要测得发光强度，乘以4π，即为光通量Φ。但是实际光源都有一定的尺寸，而且在各个方向上又不均匀，故不能用Ф=4πI计算得到。

光通量的测量方法：在积分球内用已知光通量的标准灯与被测灯作比较测量，从而定出被测灯的光通量。

用积分球测量光通量，通常采用比较法（代替法），为此需要光通量标准灯。先将标准灯（其光通量为Φs）放入积分球内，点燃后，在窗口测得的照度Es应符合下列式子：

放入待测灯点然后，可测得的照度为Ec为：

比较以上两个式子，可得待测灯的光通量为：

采用比较法测量光通量可以大为减少由球壁漫反射层的不均匀性、球壁涂料和窗口材料的非中性（即涂料的漫反射比和窗口的透射比与波长有关）等因素造成的影响，但是不能消除由于标准灯的尺寸和结构与待测灯的不相同而造成的对球内壁漫射光的吸收情况不同的影响，也不能消除标准灯与待测灯的相对光谱功率分布及空间分布不同产生的影响等等，在测量时应考虑采取修正的办法。

光源光通量与光强度的关系：

由于人眼对等能量的不同波长的可见光辐射能所产生的光感觉是不同的，因此按人眼函数V（λ）来评价的辐射通量Φ（λ）即为光通量Φ，即：

式中：Km为明视觉的最大光谱光视效率函数，亦称为光功当量，它表示人眼对波长为555nm处光辐射产生光感觉的效能，按国家实用温标IPTS-168的理论计算，其值为680lm/w。

光度学中最基本的单位是发光强度，单位为坎德拉（cd），它是国际单位制中7个基本单位之一。其定义为555nm的单色辐射在给定方向上的辐射强度为1/683W·sr时，在该方向上的发光强度为1cd。

光通量的单位为流明（lm），它是发光强度为1cd的均匀点光源在单位立体角（1sr）内发出的光通量。

如果光源为点光源，并且是均匀发光体，那么光强（I）与光通量（Φ）符合距离反比平方定律。距离平方反比定律来自于点光源向空间发射球面波的特性，即点光源在传播方向某点的辐照度与该点到点光源的距离平方成反比。

在任一锥立体角内，假设在传输路径上没有光能损失或分束，那么点光源向空间发出的辐射通量是不变的。然而位于球心的均匀点光源所张开的立体角所截的表面积却和球半径的平方成正比，这样在球面上的辐照度就和点光源到该面的距离平方成反比，即：Φ=4πI。

光源光通量与光照度的关系：

照度表示被照面上接受的光的强弱，是单位面积上所得到的光通量。

如果要想求出距离一个光源rm处的光照度，可以设想一个以光源为中心、半径为rm的球面，球面内侧接受的光通量是均匀的，这个球面的面积A为A=4π·r2，照度 E等于光通量除以面积，即E=Фv/A=Фv/4π·r2（lx）。

例如，一个发光强度为1cd的点光源，均匀发出的光通量为4πlm，距离这个点光源1m位置的照度为1lx。距离这个点光源2m位置的照度则为（1/4）1x。

反之，如果已知照度E和被照面积A，也可以求出光通量Фv=EA，光通量等于照度乘以面积。如果被照面积上照度是不均匀的，可把被照面积划分为多个小面积△A1……△An，测出每个小面积上的照度E1……En，用近似公式计算，即每个小面积与其上的照度相乘，再全相加得到光通量。

如果划分的 n 个小面积其面积全相等，则：Фv=A [（E1+……+En）/n]。

这是常用的计算投影机光通量的方法，平均照度乘以投影面积。例如，如果平均照度为10001x，投影面积为3m2，简单相乘可知光通量为30001m。