照度,又称为光通量密度(Lux),是衡量光源发出的光线强度的物理量,计算照度的方法有很多,其中最常用的是国际单位制(SI)和美国单位制(IES),我们将简要介绍如何使用国际单位制计算照度。
1、需要知道光源的发光强度(Lumens,简称lm),发光强度是一个无单位的物理量,表示单位立体角内发出的光通量,为了将其转换为照度,我们需要知道光源的视效率(Illuminance Efficiency,简称η),视效率是指光源发出的实际光通量与输入光通量的比值,视效率是一个无单位的物理量,通常在0到1之间。
2、使用公式:照度(lux)= 光源发光强度(lm)/ 视效率(lx)
假设我们有一个光源,其发光强度为500lm,视效率为0.5(即输入光通量是输出光通量的一半),这个光源的照度为:
照度 = 500lm / 0.5 = 1000lux
需要注意的是,照度的单位是勒克斯(lux),而不是国际单位制的“坎德拉”(Candela),1勒克斯等于1流明每平方米(lm/m2)。
还可以使用以下公式计算不同方向上的照度分布:
球面照度分布(Sphere Illuminance Distribution):照度分布在空间中的每个点上都有一个对应的照度值,这种分布方法适用于光源发出的光线较为均匀的情况,球面照度分布的公式为:
Ω = E * cosθ + I * sinθ
Ω表示球面照度分布,E表示法向照射强度(即垂直于观察方向的照射强度),I表示横向照射强度(即沿着观察方向的照射强度),θ表示观察方向与法线之间的夹角。
计算照度需要知道光源的发光强度和视效率,通过简单的公式计算,可以得到光源在各个方向上的照度分布。