什么是亮度、照度和光强？它们三者有什么关系？

什么是亮度？什么是照度？什么是光强？亮度、照度和光强都是表示光能光通量的光学参数，它们是光源重要的参数特性。那么，亮度、照度和光强三者之间存在什么样的关系呢？本文对亮度、照度和光强的定义及它们之间的关系做了简要的介绍。

什么是亮度？

概念：表示发光面发光强弱的物理量。

国际单位：坎德拉·米-2符号cd·m-2。

公式：B=dI/dscosθ=dφ/dscosθdΩ

说明：（1）亮度等于发光面ds在某一方向r的发光强度I除以发光面在该方向的投影面积dscosθ，即该发光面积在这一方向的光亮度.也表明，在r方向上从单位投影而积在单位主体角内发出的光通量。

（2）亮度单位还有“流明/米2、球面度”或“流明/厘米2·球面度”符号为Lm/（m2·Sr）或Lm/（cm2·Sr）。

（3）大多数发光亮体随观察方向而变，但有些光源如太阳、黑体、粗糙的发光面，其亮度和方向无关，这些光源叫做朗伯光源。

（4）亮度不仅适用于发光体，而且适用于反射体。

什么是照度？

概念：落在被照射物体上的光通量叫做照度。

国际单位：“勒克斯”符号为（Lx）或“辐透”，符号为（ph）。

公式：E=IdΩ/ds=Icosθ/r2，E=dφ/ds

说明：（1）1勒克斯=1流明/1米2，1辐透=1流明/1厘米2，1勒克斯=10-4辐透，如果把照度公式中的光通量换成辐射通量，即可得辐射照度，其单位为w/m2或w/cm2。

（2）对点光源来说，照度反比于光源到受照面的距离r与受照面法线n间夹角θ的余弦。

（3）适宜于阅读的照度为60Lx。

什么是光强？

概念：光源在一定方向范围内发出的可见光辐射强弱的物理量，它等于点光源沿某一方向上单位立体角内发射出的光通量。

国际单位：坎德拉，简称坎，符号cd。

公式：1坎德拉=1流明/1球面度。

说明：发光强度不仅适用于发光体，而且适用于反射体。

亮度、照度和光强三者之间的关系：

光强、亮度和照度都是表示光能光通量的光学参数。

光强表示光通量的空间密度，即单位立体角内的光通量；照度表示的是光通量的表面密度，即单位受光面上的光通量，而亮度则是单位投影面上的光强。它们之间的关系如下：

亮度L=I/S（cd/m²）

照度E=F/s（lm/m²）

光强I=F/ω（cd）

所以L=E/ω表示单位立体角内的照度

E=Iω/S=IS/Sr²=I/r²表示单位球面积上的光强。