2.4光通量(面)密度[1uminous flux(surface)density]将光源面上一点处单位面积上的光通量定义为该光源在这点处的光通量面密度。光源的光通量面密度分为以下两种情况:
2.4.1 照度(illuminance)E
在光接收面上一点处的光照度等于照射在包括该点在内的一个面元上的光通量d 与该面元的面积d5之比,即E=d~/dS (7)
单位是勒克斯(1ux),符号为1)【。当llm的光通量均匀地照射在1 m 的面积上时,这个面上的光照度就等于1 lx,即1 lx:1 lm/m 。
2.4.2光出射度(1uminous exitance)
光出射度是离开光源表面一点处的面元的光通量d 与该面元的面积d5之比,即:M:d~/dS (8)光出射度 的单位是流明/平方米(1m/m )。光出射度在数值上等于单位面积光源所发射出的光通量。
照度E与光出射度 的表达式完全相同,但含义不同。前者描述的是光接收面所接收的光度特性,而后者则是描述面光源向外发出光辐射的特性。另外,这里所说的面光源不限于灼热固体的表面和实际光源的表面,也可以是这些自发光光源的像或自身不发光而在受照后成为光源的表面。对于受照后成为面光源的表面而言,其光出射度必然正比于其照度,因此可得:M=kE式中k为小于1的因数,它与受照面的表面性质有关,若是光滑表面时则为反射因数;若是粗糙表面则为漫反射因数。
2.5亮度(1nmiuallee)£
光源在某一方向上的发光能力可以用发光强度来表示,但要比较两种不同类型光源的明亮程度,就需要用到亮度这个光
度量,它描述了光源在单位面积上的发光强度,即:L=d//dS (9)亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m )。式(9)中的面积应该是一个面在观察方向上的正投影面积,所以当观察方向与该面的法线夹角为0时,式(9)将变为:L=d//dScosO (10)因此,光源的亮度应定义为在表面一点处的面元在给定方向上的发光强度与该面元在垂直于给定方向的平面上的正投影面积之比。将发光强度的定义式(5)代人上式(10),便可得到亮度的通用定义式:L=d (d/~lScos0) (11)
由式(11)可知,亮度不仅可用来描述一个发光面,而且还可以用来描述光路中的任意一个截面,如一个透镜的有效面积、一个光阑所截的面积或一个像的面积等。此外,亮度也可以用来描述一束光,光束的亮度等于这个光束所包含的光通量除以它的横截面积和立体角。
为了对照度和亮度建立数值上的具体概念,表1和表2分别列举了一些实际情况下的照度近似值和一些实际光源的亮度近似值,以作参考 .