照明(míng)基礎知識（一(yī)）——照明(míng)裝置

1. 基本照明(míng)專業度量與單位

以下(xià)四種基本照明(míng)專業度量與單位

照明(míng)度量與單位的關系 :

光(guāng)通(tōng)量 (f) 與光(guāng)度 ( I ) 的關系

光(guāng)度 ( I )與照度 (E) 的關系

射入角的餘弦定律Cosine Law與垂直照度

照明(míng)度量會使用兩組不同的參數(shù) :

當在已知的照明(míng)電磁輻射下(xià)考量，我們會一(yī)方面着重能(néng)量效率與另一(yī)眼睛視(shì)覺靈敏度方面；基本上(shàng)這(zhè)是兩種截然不同的考量角度，在照明(míng)量化過程中是完全不同的數(shù)據。為(wèi)了(le)解決這(zhè)個疑慮，通(tōng)常将依照明(míng)工(gōng)程實例中最合宜的方案來取決：即，産品的耗電量與眼睛視(shì)覺靈敏度，因此，光(guāng)是人(rén)類眼睛視(shì)覺靈敏度條件下(xià)光(guāng)線投射的衡量基礎。

光(guāng)的瓦特數(shù) The Light Watt :

眼睛視(shì)覺靈敏度會随着燈的波長(cháng)而變化；在白晝明(míng)亮環境時(shí)，眼睛對中波長(cháng)黃(huáng)綠(lǜ)色光(guāng) (555 nm) 最敏銳；由此，在波長(cháng)555 nm環境下(xià)一(yī)個電源能(néng)量(瓦特)轉換成光(guāng)能(néng)量 (瓦數(shù))，在不同波長(cháng)的可(kě)見(jiàn)光(guāng)下(xià)一(yī)個瓦特能(néng)量，将會随着白晝眼睛視(shì)覺靈敏度的光(guāng)譜中各種因素而改變，這(zhè)個變化曲線稱為(wèi)白晝視(shì)覺曲線 V(l)；如(rú)此一(yī)來，光(guāng)的瓦特數(shù)是取決于光(guāng)的波長(cháng)，例如(rú)：一(yī)個波長(cháng) 490 nm 光(guāng)是坐(zuò)落在波長(cháng) 555 nm 白晝眼睛視(shì)覺靈敏度曲線中百分之二十的位置，且一(yī)個波長(cháng) 490 nm 光(guāng)隻能(néng)将一(yī)個電源能(néng)量(瓦特) 轉換等于0.2 個光(guāng)能(néng)量 (瓦數(shù))。

在低(dī)亮度水平，整個眼睛視(shì)覺靈敏度曲線會左移 (相當于靠近較短波長(cháng)) 而其最敏銳的高點是 507 nm位置，這(zhè)個曲線被稱為(wèi)夜晚視(shì)覺靈敏度曲線。

燭光(guāng) The candela :

光(guāng)的瓦數(shù)是将可(kě)見(jiàn)光(guāng)的視(shì)覺感受轉換成量化的單位，并排除了(le)一(yī)些仿真兩可(kě)的因素。可(kě)是，雖然光(guāng)的瓦數(shù)曾是以前的光(guāng)學标準與遵循公式，也由此衍生出光(guāng)的單位 - 原先是稱"燭光(guāng)源 candle power"，之後在1948年(nián)被簡稱為(wèi) "燭光(guāng)   candela" ，而這(zhè)才是符合真實的光(guāng)度有方向特性的單位；有一(yī)燭光(guāng)光(guāng)度的光(guāng)源每秒鐘(zhōng)向四面八方投射的量就被稱為(wèi) "流明(míng) lumen"，這(zhè)個基本标準一(yī)直持續使用至今。

最佳的光(guāng)譜光(guāng)源效率Maximum spectral luminous efficacy

經由計算後，可(kě)知在波長(cháng)555nm環境下(xià)一(yī)個電源能(néng)量(瓦特)相當于683 流明(míng)，這(zhè)也是"最高的光(guāng)譜光(guāng)源效率"，如(rú)在波長(cháng)490nm環境下(xià)一(yī)個電源能(néng)量(瓦特)相當于137流明(míng)(0.2x683=137lumens) 。因此，流明(míng)就可(kě)定義成眼睛視(shì)覺靈敏度下(xià)每秒鐘(zhōng)對光(guāng)源發出的量的總合。

2. 餘弦法則

平面上(shàng)不垂直于照射方向的任意一(yī)點的照度等于該點方向的照度除以該點到光(guāng)源距離的平方。該照度值必須乘以入射光(guāng)線和(hé)平面垂線夾角g的餘弦（圖八），因而得到：

該公式被稱為(wèi)餘弦法則。

對于水平表面，為(wèi)方便起見(jiàn)經常把上(shàng)面的公式加以修改：替換表面上(shàng)光(guāng)源距離（d）作(zuò)為(wèi)光(guāng)源高度h的一(yī)個函數(shù)。

如(rú)果光(guāng)線不是垂直到達平面而是和(hé)平面成一(yī)夾角g，則得到下(xià)面的公式：

光(guāng)源，距離'd'，平面A

垂直照度

按照類似推理，該點的垂直照度是：

3. 照度定義

照度-符号E，單位勒克斯（lx）

照度定義

照度是指落在表面單位面積上(shàng)的光(guāng)照總量或光(guāng)通(tōng)量（如(rú)圖所示）。它由符号E表示。計量單位是勒克斯（lx）。1勒克斯等于1流明(míng)/平方米 (lm/m2 )

照度可(kě)被定義為(wèi)：

表面入射光(guāng)通(tōng)量與表面面積的比率

或：

照明(míng)度不受光(guāng)通(tōng)量到達表面的方向影響。

一(yī)些實際例子：

4. 輝度的定義 Definition of luminance

輝度Luminance - 符号是L，其單位是每平方公尺的燭光(guāng)數(shù) (cd/m2)

輝度的定義Definition of luminance

輝度是指從(cóng)某一(yī)方向的一(yī)個表面積單位所放射光(guāng)的量；這(zhè)個表面可(kě)能(néng)是自(zì)行(xíng)發光(guāng)或隻是傳送光(guāng)的物(wù)體─就如(rú)同光(guāng)源或太陽─但(dàn)也可(kě)能(néng)是其它發光(guāng)體反射的光(guāng)線(就像街道(dào)的亮光(guāng)是來自(zì)街燈，而街道(dào)的亮光(guāng)就成為(wèi)第二個光(guāng)源)。輝度的符号是L，其單位是每平方公尺的燭光(guāng)數(shù) (cd/m2)。