從貨幣兌換的角度理解光通量
文章來源:恒光電器
發(fā)布時間:2015-12-26
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去年某公司的 LED 光效取得重大突破，達(dá) 303lm/W,，很多業(yè)內(nèi)人士在嘖嘖贊嘆的同時,，各種“磚家”也開始進(jìn)行下一步的大膽預(yù)測，車間照明,，400lm/W,，500lm/W，1000lm/W……
額,，親,，您真的理解光通量了嗎？
光通量是照明行業(yè)最常用的物理量,，商業(yè)照明,，單位是流明,，ROSH認(rèn)證，其實也可以從貨幣兌換的角度來理解,。
1. 什么是光譜,？
三百多年前大名鼎鼎的牛頓做過棱鏡色散實驗，口碑,，他將一束太陽光射過三棱鏡,，在棱鏡的另一端屏幕上呈現(xiàn)出一條五彩繽紛的色帶，技術(shù)資訊,，實驗證明了白光是由各種顏色的光混合而成,，如下圖1所示。
圖1： 棱鏡色散實驗與光譜圖
如果將圖1中的色帶理解成一把直尺并標(biāo)上刻度,，辦公照明,，我們可以用長度（波長）來描述光的顏色，室外照明,，比如 380nm 是紫光,，580nm 是黃光，700nm 是紅光,，綠色照明,，這里的 nm 叫納米（1納米就是將1米分成10億份）。如果我們把太陽光里各種顏色光的含量（絕對光譜強度）標(biāo)注出來,，就可以繪得的光譜圖,。
從圖1中可以看到，太陽光中黃綠光的含量最多,，紫光最少,。我們知道光是一種能量，可以用功率來描述,。
光功率的計算公式如下：
用到積分 ∫ ？其實積分就是求和 ∑ 的意思,，通過這公式計算的是光譜圖的面積,，換句話說絕對光譜圖的面積就是光功率（光功率的單位是瓦）。既然光是一種能量,，可以用光功率來描述,，直接用光功率來描述光的數(shù)量不就完了，為什么還要用到光通量呢,？
2.什么是光通量,？
舉個例子，假如你面前有圖2中的兩張面值100元的紙幣供你選擇,，你會選擇哪一張,？
圖2：人民幣與美元
毫無疑問，你肯定會選擇下面這張100元的美金。雖然面值都是100元,，但兩張紙幣的價值是不一樣的,，我們知道100元美金可以兌換645元人民幣，因此在國際貿(mào)易中為了比較不同貨幣的價值,，我們需要用到匯率,。
光是一種能量，ROSH認(rèn)證,，實驗證明,，在相同條件下，人眼對不同顏色光的亮暗感知（價值）是不一樣的,，為了描述人眼對不同顏色光的亮暗感知,，我們需要引入光通量這個物理量，同貨幣的類比如下表1所示,。
表1 貨幣與光類比
貨幣
光
面值
光功率
價值
光通量
匯率
V(λ)
表1中的 V(λ) 稱為視見函數(shù),，是根據(jù)實驗獲得的，國際照明學(xué)會 CIE 有個表格供查詢,， led服裝照明,，就同你查匯率一樣，當(dāng)然它不會像匯率那樣天天在變,，V(λ) 曲線如圖3中的黑色虛線所示,。
圖3. V(λ) 曲線
舉個例子，如圖3所示,，企業(yè)資訊,，為得到 683lm 的光通量，圖中 ABCD 各單色光需要的光功率如表2所示,。
表2. 光功率與光通量
序號
顏色
波長(nm)
光功率(W)
V(λ)
光通量(lm)
LER(lm/W)
A
藍(lán)光
455
20.8
0.048000
683
32.8
B
綠光
535
1.1
0.914850
683
624.8
C
黃綠光
555
1
1.000000
683
683
D
紅光
625
3.1
0.321000
683
219.2
從表2中可以看到,，為了得到 683lm 的光通量，555nm 的黃綠光只要 1W 光功率,，LED照明企業(yè),，455nm 的藍(lán)光需要 20.8W 光功率。把不同的光看成不同的貨幣再做一下類比,，如下表3所示,。
表3 貨幣與光類比
序號
波長(nm)
顏色
貨幣
A
455
藍(lán)光
日元
B
535
綠光
港幣
C
555
黃綠光
人民幣
D
625
紅光
新臺幣
把上面那句話類比一下：為了買到（得到）683毫升（lm）的水（光通量），建筑照明,，需要人民幣（黃綠光）1元（W）,，日元（藍(lán)光）20.8元（W）。
從圖3的 V(λ) 曲線我們可以看到,，人眼對 555nm 的黃綠光最敏感,，對紅光和藍(lán)光不敏感,，在相同光功率下，人眼會覺得黃綠光很亮,，但紅光和藍(lán)光就會覺得較暗,。照明主要靠人眼感知，國內(nèi)資訊,，而我們?nèi)搜蹖Σ挥妙伾獾牧涟蹈兄獏s不是“一視同仁”的,，所以我們需要統(tǒng)一折算成光通量，就像國際貿(mào)易中各國一般都將本國貨幣折算成美元一樣,。
如果用光功率表示的話,，會出現(xiàn)這種情況，都是1W（1元）的光（貨幣）,，亮暗感知（價值）卻是不一樣的,，1元（1W）人民幣（黃綠光）和1元（1W）日元（藍(lán)光）的價值（亮暗感知）肯定不一樣。
PS：本文講的 V(λ) 都是明視覺視見函數(shù),。
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