光通量_光通量怎么理解

假如你面前有两张面值100元的纸币供你选择，你会选择哪一张？

 

从货币兑换的角度理解光通量文/苏佳槟去年某公司的 LED 光效取得重大突破，达 303lm/W，很多业内人士在啧啧赞叹的同时，各种“砖家”也开始进行下一步的大胆预测，400lm/W，500lm/W，1000lm/W……

额，亲，您真的理解光通量了吗？光通量是照明行业最常用的物理量，单位是流明徐老师在云知光照明学院有从《光的数量》这个角度给予介绍，其实也可以从货币兑换的角度来理解1. 什么是光谱？三百多年前大名鼎鼎的牛顿做过棱镜色散实验，他将一束太阳光射过三棱镜，在棱镜的另一端屏幕上呈现出一条五彩缤纷的色带，实验证明了白光是由各种颜色的光混合而成，如下图1所示。

图1： 棱镜色散实验与光谱图如果将图1中的色带理解成一把直尺并标上刻度，我们可以用长度（波长）来描述光的颜色，比如 380nm 是紫光，580nm 是黄光，700nm 是红光，这里的 nm 叫纳米（1纳米就是将1米分成10亿份）。

如果我们把太阳光里各种颜色光的含量（绝对光谱强度）标注出来，就可以绘得的光谱图从图1中可以看到，太阳光中黄绿光的含量最多，紫光最少。我们知道光是一种能量，可以用功率来描述。光功率的计算公式如下：

用到积分 ∫ ？其实积分就是求和 ∑ 的意思，通过这公式计算的是光谱图的面积，换句话说绝对光谱图的面积就是光功率（光功率的单位是瓦）既然光是一种能量，可以用光功率来描述，直接用光功率来描述光的数量不就完了，为什么还要用到光通量呢？。

2.什么是光通量？举个例子，假如你面前有图2中的两张面值100元的纸币供你选择，你会选择哪一张？

图2：人民币与美元毫无疑问，你肯定会选择下面这张100元的美金虽然面值都是100元，但两张纸币的价值是不一样的，我们知道100元美金可以兑换645元人民币，因此在国际贸易中为了比较不同货币的价值，我们需要用到汇率。

光是一种能量，实验证明，在相同条件下，人眼对不同颜色光的亮暗感知（价值）是不一样的，为了描述人眼对不同颜色光的亮暗感知，我们需要引入光通量这个物理量，同货币的类比如下表1所示表1 货币与光类比货币光面值

光功率价值光通量汇率V(λ)表1中的 V(λ) 称为视见函数，是根据实验获得的，国际照明学会 CIE 有个表格供查询，就同你查汇率一样，当然它不会像汇率那样天天在变，V(λ) 曲线如图3中的黑色虚线所示。

图3. V(λ) 曲线举个例子，如图3所示，为得到 683lm 的光通量，图中 ABCD 各单色光需要的光功率如表2所示表2. 光功率与光通量序号颜色波长(nm)光功率(W)V(λ)光通量(lm)LER(lm/W)。

A蓝光45520.80.04800068332.8B绿光5351.10.914850683624.8C黄绿光55511.000000683683D红光6253.10.321000683219.2从表2中可以看到，为了得到 683lm 的光通量，555nm 的黄绿光只要 1W 光功率，455nm 的蓝光需要 20.8W 光功率。

把不同的光看成不同的货币再做一下类比，如下表3所示表3 货币与光类比序号波长(nm)颜色货币A455蓝光日元B535绿光港币C555黄绿光人民币D625红光新台币把上面那句话类比一下：为了买到（得到）683毫升（lm）的水（光通量），需要人民币（黄绿光）1元（W），日元（蓝光）20.8元（W）。

从图3的 V(λ) 曲线我们可以看到，人眼对 555nm 的黄绿光最敏感，对红光和蓝光不敏感，在相同光功率下，人眼会觉得黄绿光很亮，但红光和蓝光就会觉得较暗照明主要靠人眼感知，而我们人眼对不用颜色光的亮暗感知却不是“一视同仁”的，所以我们需要统一折算成光通量，就像国际贸易中各国一般都将本国货币折算成美元一样。

如果用光功率表示的话，会出现这种情况，都是1W（1元）的光（货币），亮暗感知（价值）却是不一样的，1元（1W）人民币（黄绿光）和1元（1W）日元（蓝光）的价值（亮暗感知）肯定不一样PS：本文讲的 V(λ) 都是明视觉视见函数。

LED 最大极限的光效是多少？咱们下期细谈！

苏佳槟现任广州硅能照明有限公司技术总监，广东省光环境工程技术研究中心技术负责人。毕业于华南师范大学，研究生专业方向为半导体物理。目前承担两项广州市科技项目，已申请专利10余项，发表论文若干篇。

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