什么是光源的亮度？光源的亮度怎么测量？

什么是光源的亮度？光源在某一方向上的单位投影面在单位立体角中发射的光通量，称为光源在某一方向的光亮度，以符号L表示，单位为坎德拉每平方米（cd/m2）。那么，光源的亮度怎么测量？光源的亮度和照度有什么区别？本文为大家做了介绍，对光源知识感兴趣的朋友不妨了解一下！

什么是光源的亮度？

亮度是指发光体（不只是电源，其他受照物体对人眼来说也可看作间接发光体）在人眼视线方向单位投影面积上的发光强度（是发光体在某方向发出的光通量密度，它表明了光通量在空间的分布状况），称为该发光体的表面亮度，以符号L表示，单位为坎德拉每平方米（cd/m2）。该发光体表面法线方向的发光强度为I，而人眼视线与发光体表面法线相交的角度θ，因此视线方向的发光强度 Ig=Icosθ。而视线方向发光体的投影面 Aθ=Acosθ，其中A为发光体的面积，因此可得出发光体在视线方向的亮度为：

式中L_θ——发光体沿θ方向的表面亮度（cd/m²）；

I_θ——发光体沿θ方向的发光强度（cd）；

Acosθ-—发光体在视线方向的投影面（m²）。

这就说明了发光体的亮度值实际上与人眼的视线方向无关。亮度的概念对于一次光源和被照物体是同等适用的，亮度是一个客观量，但它直接影响人眼的主观感觉。晴天天空的亮度为（0.5~2）×104cd/m²；白炽灯灯丝的亮度约为（300~1400）×104cd/m²；荧光灯管的表面亮度为（0.6~0.9）×104cd/m²。

光源亮度的测量方法：

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：

光源亮度和照度有什么区别？

通俗地说，亮度是物体表面明亮的程度。对于发光体，亮度表明了它表面发光的本领，主要与它的发光特性有关；对于本身不发光的物体，它的亮度不仅与照亮它的光源的特性有关，还与物体自身的表面特性有关。例如在同样的光线下，反射率小的黑丝绒亮度低，反射率高的白纸亮度高。照度表明物体表面被光源照明的程度，即单位时间内投射到物体单位表面上光能量的多少。因此亮度与照度的第一个重要区别是：亮度与物体自身的表面特性有关。照度仅由光源的特性（强弱、远近、投射角）确定，与被照明物体的表面特性无关。

亮度与照度的第二个区别是方向性。亮度是有方向的量，谈论某点的亮度还必须同时指明测试或观察的方向。例如点亮的手电筒从正面看比斜看亮得多，劣质的黑板在教室的某些位置会产生强烈的反光。照度是无方向的量，物体上某处的照度是周围环境投射到该处所有光线之和，无论光线从何方射来，只要投射到物体上的光能量相同，对照度的影响都相同。