光源的光亮度怎么理解？光源的光亮度怎么测量？

什么是光亮度？光亮度简称亮度，是受光物体表面因光线反射所呈现的明亮程度。它在数值上等于单位面积的光源表面，在法线方向的单位立体角内传送出的光通量。那么，光源的光亮度怎么测量？本文对光源光亮度的定义及测量方法做了介绍，对此感兴趣的朋友可以了解一下！

光源的光亮度怎么理解？

亮度用于表示发光面明亮程度，指发光表面在视线方向单位面积上的发光强度。

发光体在视网膜上成像所形成的视感觉与视网膜上物像的照度成正比，物像的照度越大，就会感觉越亮。而该物像的照度与发光体在视线方向的投影面积成反比，与发光体在视线方向的发光强度成正比。故亮度Lα可表示为：Lα=dIα/cosα·dS。

对于平均值，则有：Lα=Iα/cosα·S。

对于一个漫散射面，尽管各个方向的光强和光通量不同，但各个方向的亮度都是相等的。电视机的荧光屏就是近似于这样的漫散射面，所以从各个方向上观看图像，都有相同的亮度感。

由于物体的表面亮度在各个方向上不一定相等，常在亮度符号的右下侧注明角度α，指明物体表面的法线与光线之间的夹角。亮度的曾用国际单位为nt（尼特），意义为1m2表面积上，沿法线方向（α=0）产生 1cd 的发光强度，即：1nt=1cd /1m2。

有时也用另一较大单位sb（熙提）表示每1cm2 面积上发出1cd发光强度时的亮度单位：1sb=104nt。

一些常见光源的亮度值如下所示：

太阳表面（正午）：225000sb

太阳表面（近地平线）：160000sb

晴天天空（平均值）：0.8sb

阴天天空（平均值）：0.2sb

白炽灯灯丝（真空灯泡）：200sb

白炽灯（充气灯）：1200sb

光源的光亮度测量方法：

一般光源的光亮度不仅与测量方法有关，而且与表面的位置有关。为了测量方便，常在发光面前加一光阑，以测定光阑所限制部分的发光面在水平方向的光亮度。如需要测定发光面其他部分的光亮度，可以改变光阑和探测器的位置。

1.直接测量光照度来确定光源的亮度

如上图所示，光源面积为B，光阑离光源ab很近时，则光源ab向探测器S发出的光通量大约等于在光阑处面积为B的光源向S发出的光通量。如光阑孔的尺寸比距离r小很多，则s上的照度为：E=LB/r²。

测出光照度E和距离r，光亮度L即可确定为：L=Er²/B。

当光源为带状或线状时（如钨带灯或直线钨丝灯），光阑的主要作用是限制发光体的高度，这时光源的亮度由上图可得：

式中，r1、r2分别为探测器S与光阑D以及探测器S与光源ab间的距离；h为光阑的高度；W为发光面的宽度。

2.由光源成像的光照度来确定光源亮度

这种方法可以用于测量不可接近的发光体（如高温发光体）和光照度很低的情况。

如上图所示，若发光面积A1经过透镜D成像为面积A2。发光面及其像与透镜D的距离分别为r1和r2，S为透镜D的面积，τ为透镜的透射比。如果r1和r2比A1和A2的尺寸大很多，则发光面向透镜D发射并透过D的光通量为：

像的照度为：

由透镜的成像关系得：

所以亮度为：