单色光的单位

单色光的单位：单色光的单位

光不仅可用波长来度量，也可用纯度、强度来度量。我们把能发光的物体叫做光源（lightsource）。光的来源很多，有日光、灯光等等。前者是天然光源，后者是人造光源。在日常生活中，我们所看到的光大多是不止一种光波组成的。若投射到我们眼中的光是由单一波长的光组成，那么，这种光称为单色光。由两种以上波长组成的复合光波，称为多色光。在实验室中要获得单色光，我们可以利用三棱镜将白光折射分离，用其中某一种单色光。我们也可以用滤光片来获得某波段的色光。滤光片一般是一片透明的玻璃片或塑料片，它可以吸收一些波长的光而使另一些波长的光透过。透过的波段在视觉上就呈现为此波段的色光。现在有一种仪器叫单色仪（monochro－mator），可以用它产生单色光。

视觉研究中为了进行度量，常常要碰到一些光的单位。光的单位名目繁多，为了避免引起混乱，我们仅介绍一种国际单位制（SIE单位制）的光度单位。见表6－1。

表6-1国际单位制（SIE单位制）的光度单位
　　　　　　　
几何学　　　光度量　
　　　　　　　
　　名称符号　单位英文名
　　　　　　　
　　光强度I　坎德拉Candela
　　　　　　（cd）
　　　　　　　
　　光照度E　勒克斯Lux（lx）
　　　　　　　
　　光亮度L　尼特Nit
　　　　　　　
　　光通量φ　流明Lumen（lm）
　　　　　　　

与心理学关系密切的单色光单位有：

1.光强度光强度（luminousintensity）是光源在单位立体角内辐射的光通量，以I表示，单位为坎德拉（candela，简称cd）。1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量。

2.光通量光通量（luminousflus）是由光源向各个方向射出的光功率，也即每一单位时间射出的光能量，以φ表示，单位为流明（lumen，简称lm）。

3.光照度光照度（illuminance）是从光源照射到单位面积上的光通量，以E表示，照度的单位为勒克斯（Lux，简称lx）。

4.反射系数人们观看物体时，总是要借助于反射光，所以要经常用到“反射系数”的概念。反射系数（reflectancefactor）是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比，以R表示。


5.光亮度光亮度（luminance）是指一个表面的明亮程度，以L表示，即从一个表面反射出来的光通量。不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。光的强度可用照在平面上的光的总量来度量，这叫入射光（inci-dentlight）或照度（illuminance）。若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度，这种光称为反射光（reflectionlight）或亮度（brightness）。例如，一般白纸大约吸收入射光量的20％，反射光量为80％；黑纸只反射入射光量的3％。所以，白纸和黑纸在亮度上差异很大。

亮度和照度的关系如图6-2（a）所示，最常用的照度单位是呎烛光（footcandle）。1呎烛光是在距离标准烛光一英尺远的一平方英尺平面上接受的光通量。如果按公制单位，则以米为标准，照度就用米烛光（metrecandle）来表示，即1米烛光是距离标准烛光一米远的一平方米面积上的照度。1米烛光等于0.0929呎烛光。

从图6-2上，我们不难理解亮度和照度之间的关系，其关系为：

L=R×E[公式6-1]
式中L为亮度，R为反射系数，E为照度。

因此，当我们知道一个物体表面的反射系数及其表面的照度时，便可推算出它的亮度。

亮度也有几种度量单位。亮度的单位是用一种理想化了的标准状态来定义的（如图6－2b）。以一支标准蜡烛当作光源，放在一个半径为1公尺的球体的中心位置。假设这个蜡烛会均匀发散它的全部光线，则落在球体内表面一平方公尺表面积上的所有光量为1个流明（lumen）。实际应用中，亮度单位用流明太小了，所以通常取其十倍的单位——毫朗伯（millilambert）来表示。比毫朗伯稍大的单位是呎朗伯（footlambert），1毫朗伯等于0.929呎朗伯。英国标准的呎朗伯是用光源的烛光数、从光源到表面积的英尺数和表面的反射率来规定的。在有些国家，普遍使用的是米制单位，是以毫朗伯为基础的[1毫朗伯（mL）=0.929呎朗伯（ftL）=3.183烛光/平方米（c/m2）=10阿普熙提（apostilbs）]。光亮度的单位还有：坎德拉/平方米（即尼特，Nit＝1cd/m2）等。