光源光通量和光强度怎么理解？它们有什么关系？

描述光源的基本光学量有很多，常见的就有光通量、光强度等，其中光通量是光源在一定光谱范围内发出的总光功率，单位为流明（lm），光强表示光通量的空间密度，即单位立体角内的光通量。那么，光源光通量和光强度有什么关系？本文做了介绍，感兴趣的朋友不妨了解一下！

光源光通量的概念：

通量这个术语，在光辐射测量领域是常用的，它指的是在单位时间里通过一个面积的能量流。由此可见，它与功率的意义是相同的。在光辐射测量领域里，很多时候使用通量（Φ）量度。单位是1m（流明），按国际上最新的概念，它表示用标准眼来评价的光辐射通量，可用下列公式求出：

其中V（λ）是标准的明视觉函数，它定义在一定的光谱范围里面，所以上面的积分只要在可见光谱范围之内进行就成了。在可见光谱范围以外，V（λ）为零值，因此不管光辐射功率有多大，对光通量值的贡献均为零，即看不见。Φeλ为光辐射功率的光谱密集度，即在单位波长间隔内，光的实际功率是多少。km是一个转换常数，是一个国际协议值，规定为km=6831m/W，即表示在人眼视觉系统最敏感的波长（555nm）上，每瓦光功率相应的流明数。

光源光强度的概念：

发光强度又称辐射强度，其英文表达是Luminous（or Radiant）intensity。对于某一光源，它在发光的时候，向四面八方放射出光芒。不难想到，它向各个方向所发出的光通量可能是不一样的。某些方向上可能大些，在另一些方向上可能小些。于是定义发光强度这个量，来描述光源在某一指定方向上发出光通量能力的大小。我们可以把这个指定方向上的一个很小的立体角元内所包含的光通量值，除以这个立体角元，所得的商就定义为光源在此方向上的发光强度。用下列式子来表示就是：

光源光通量和发光强度的关系：

由于人眼对等能量的不同波长的可见光辐射能所产生的光感觉是不同的，因此按人眼函数V（λ）来评价的辐射通量Φ（λ）即为光通量Φ，即：

式中：Km为明视觉的最大光谱光视效率函数，亦称为光功当量，它表示人眼对波长为555nm处光辐射产生光感觉的效能，按国家实用温标IPTS-168的理论计算，其值为680lm/w。

光度学中最基本的单位是发光强度，单位为坎德拉（cd），它是国际单位制中7个基本单位之一。其定义为555nm的单色辐射在给定方向上的辐射强度为1/683W·sr时，在该方向上的发光强度为1cd。

光通量的单位为流明（lm），它是发光强度为1cd的均匀点光源在单位立体角（1sr）内发出的光通量。

如果光源为点光源，并且是均匀发光体，那么光强（I）与光通量（Φ）符合距离反比平方定律。距离平方反比定律来自于点光源向空间发射球面波的特性，即点光源在传播方向某点的辐照度与该点到点光源的距离平方成反比。

在任一锥立体角内，假设在传输路径上没有光能损失或分束，那么点光源向空间发出的辐射通量是不变的。然而位于球心的均匀点光源所张开的立体角所截的表面积却和球半径的平方成正比，这样在球面上的辐照度就和点光源到该面的距离平方成反比，即：Φ=4πI。