光轉換器
光線與光度學 — 從燭光到流明
掌握 5 大類別的光度單位:照度 (勒克斯)、亮度 (尼特)、發光強度 (燭光)、光通量 (流明) 和曝光度。了解光線 ON (落在) 表面與 FROM (來自) 表面的區別。
光度學基礎
五個物理量
光度學測量 5 種不同的東西!照度:落在 ON 表面的光線 (勒克斯)。亮度:來自 FROM 表面的光線 (尼特)。強度:光源強度 (燭光)。光通量:總輸出 (流明)。曝光度:光線 x 時間。不可混淆!
- 照度:勒克斯 (光線 ON)
- 亮度:尼特 (光線 FROM)
- 強度:燭光 (光源)
- 光通量:流明 (總計)
- 曝光度:勒克斯-秒 (時間)
照度 (Lux)
落在 ON 表面的光線。單位:勒克斯 (lx) = 流明/平方米。陽光:100,000 勒克斯。辦公室:500 勒克斯。月光:0.1 勒克斯。測量一個表面被照亮時看起來有多亮。
- 勒克斯 = lm/m² (流明/面積)
- 陽光:100,000 lx
- 辦公室:300-500 lx
- 無法轉換為尼特!
亮度 (Nit)
來自 FROM 表面的光線 (發射或反射)。單位:尼特 = 燭光/平方米。手機螢幕:500 尼特。筆記型電腦:300 尼特。與照度不同!測量表面本身的亮度。
- 尼特 = cd/m²
- 手機:400-800 尼特
- 筆記型電腦:200-400 尼特
- 與照度不同!
- 5 種不同的物理量 - 不可混淆!
- 照度 (勒克斯):光線 ON 表面
- 亮度 (尼特):光線 FROM 表面
- 強度 (燭光):光源在特定方向的強度
- 光通量 (流明):總光輸出
- 只能在相同類別內轉換!
五大類別詳解
照度 (光線 ON)
入射 ON 表面的光線。測量有多少光線照射到一個區域。基本單位:勒克斯 (lx)。1 勒克斯 = 1 流明/平方米。呎燭光 (fc) = 10.76 勒克斯。用於照明設計。
- 勒克斯 (lx):SI 單位
- 呎燭光 (fc):英制單位
- 輻透 (ph):CGS 制 (10,000 lx)
- 測量接收到的光線
亮度 (光線 FROM)
從表面發射或反射的光線。您所看到的亮度。基本單位:尼特 = 燭光/米²。熙提 (Stilb) = 10,000 尼特。朗伯、呎朗伯為歷史單位。用於顯示器、螢幕。
- 尼特 (cd/m²):現代單位
- 熙提:10,000 尼特
- 朗伯:3,183 尼特
- 呎朗伯:3.43 尼特
強度、光通量、曝光度
強度 (燭光):光源在特定方向的強度。SI 基本單位!光通量 (流明):所有方向的總輸出。曝光度 (勒克斯-秒):照度隨時間的累積,用於攝影。
- 燭光 (cd):SI 基本單位
- 流明 (lm):總輸出
- 勒克斯-秒:曝光度
- 全部都是不同的量!
光線測量的物理學
平方反比定律
光強度隨距離的平方而減少。照度 E = 強度 I / 距離² (r²)。距離加倍 = 亮度變為 1/4。1 燭光在 1 公尺處 = 1 勒克斯。在 2 公尺處 = 0.25 勒克斯。
- E = I / r²
- 距離加倍 = 1/4 光線
- 1 cd @ 1m = 1 lx
- 1 cd @ 2m = 0.25 lx
光通量到照度
光通量分佈在一個區域上。E (勒克斯) = 光通量 (流明) / 面積 (m²)。1000 流明分佈在 1 m² 上 = 1000 勒克斯。分佈在 10 m² 上 = 100 勒克斯。面積越大 = 照度越低。
- E = Φ / A
- 1000 lm / 1 m² = 1000 lx
- 1000 lm / 10 m² = 100 lx
- 面積很重要!
亮度與反射率
亮度 = 照度 x 反射率 / π。白牆 (90% 反射率):高亮度。黑色表面 (10% 反射率):低亮度。相同的照度,不同的亮度!取決於表面。
- L = E × ρ / π
- 白色:高亮度
- 黑色:低亮度
- 表面很重要!
光線等級基準
| 條件 | 照度 (勒克斯) | 備註 |
|---|---|---|
| 星光 | 0.0001 | 最暗的自然光 |
| 月光 (滿月) | 0.1 - 1 | 晴朗的夜晚 |
| 街道照明 | 10 - 20 | 典型市區 |
| 客廳 | 50 - 150 | 舒適的居家環境 |
| 辦公室工作區 | 300 - 500 | 標準要求 |
| 零售商店 | 500 - 1000 | 明亮的展示 |
| 手術室 | 10,000 - 100,000 | 手術級精確度 |
| 陽光直射 | 100,000 | 晴朗的一天 |
| 全日光 | 10,000 - 25,000 | 從多雲到晴天 |
顯示器亮度 (亮度)
| 設備 | 典型值 (尼特) | 最大值 (尼特) |
|---|---|---|
| 電子閱讀器 (電子墨水) | 5-10 | 15 |
| 筆記型電腦螢幕 | 200-300 | 400 |
| 桌上型電腦顯示器 | 250-350 | 500 |
| 智慧型手機 | 400-600 | 800-1200 |
| HDR 電視 | 400-600 | 1000-2000 |
| 電影院投影機 | 48-80 | 150 |
| 戶外 LED 顯示器 | 5000 | 10,000+ |
實際應用
照明設計
辦公室:300-500 勒克斯。零售店:500-1000 勒克斯。手術室:10,000+ 勒克斯。建築法規規定了照度要求。太低:眼睛疲勞。太高:眩光、能源浪費。適當的照明至關重要!
- 辦公室:300-500 lx
- 零售店:500-1000 lx
- 手術室:10,000+ lx
- 適用建築法規
顯示技術
手機/平板電腦螢幕:典型為 400-800 尼特。筆記型電腦:200-400 尼特。HDR 電視:1000+ 尼特。戶外顯示器:2000+ 尼特以確保可見度。亮度決定了在明亮條件下的可讀性。
- 手機:400-800 尼特
- 筆記型電腦:200-400 尼特
- HDR 電視:1000+ 尼特
- 戶外:2000+ 尼特
攝影
相機曝光 = 照度 x 時間。單位為勒克斯-秒或勒克斯-小時。測光表測量勒克斯。正確的曝光對影像品質至關重要。EV (曝光值) 與勒克斯-秒相關。
- 曝光 = 勒克斯 x 時間
- 測光表:勒克斯
- 勒克斯-秒:攝影單位
- EV 與曝光相關
快速計算
平方反比
照度隨距離平方而下降。1 cd @ 1m = 1 lx。@ 2m = 0.25 lx (1/4)。@ 3m = 0.11 lx (1/9)。快速計算:除以距離的平方!
- E = I / r²
- 1m:除以 1
- 2m:除以 4
- 3m:除以 9
面積擴散
光通量分佈於面積上。1000 lm 的燈泡。在 1 公尺遠處,光線散佈在 12.6 m² 的球面上。1000 / 12.6 = 79 勒克斯。球體越大 = 勒克斯越低。
- 球體面積 = 4πr²
- 1m:12.6 m²
- 2m:50.3 m²
- 光通量 / 面積 = 照度
勒克斯到呎燭光
1 呎燭光 = 10.764 勒克斯。快速計算:fc x 10 ≈ lux。或者:lux / 10 ≈ fc。對於估算來說足夠接近!
- 1 fc = 10.764 lx
- fc x 10 ≈ lux
- lux / 10 ≈ fc
- 快速估算
轉換如何運作
- 步驟 1:檢查類別
- 步驟 2:僅在類別內轉換
- 照度:勒克斯, fc, 輻透
- 亮度:尼特, 朗伯, fL
- 絕對不要跨類別轉換!
常用轉換 (在類別內)
| 從 | 到 | 因子 | 範例 |
|---|---|---|---|
| 勒克斯 | 呎燭光 | 0.0929 | 100 lx = 9.29 fc |
| 呎燭光 | 勒克斯 | 10.764 | 10 fc = 107.6 lx |
| 輻透 | 勒克斯 | 10,000 | 1 ph = 10,000 lx |
| 尼特 (cd/m²) | 呎朗伯 | 0.2919 | 100 nit = 29.2 fL |
| 呎朗伯 | 尼特 | 3.426 | 100 fL = 343 nit |
| 熙提 | 尼特 | 10,000 | 1 sb = 10,000 nit |
| 朗伯 | 尼特 | 3183 | 1 L = 3183 nit |
| 流明 | 瓦特@555nm | 0.00146 | 683 lm = 1 W |
快速範例
計算題詳解
辦公室照明
辦公室需要 400 勒克斯。LED 燈泡每個產生 800 流明。房間是 5m x 4m (20 m²)。需要多少個燈泡?
所需總流明 = 400 lx x 20 m² = 8,000 lm。所需燈泡數 = 8,000 / 800 = 10 個燈泡。此計算假設分佈均勻且無損耗。
手電筒距離
手電筒的強度為 1000 燭光。在 5 公尺處的照度是多少?
E = I / r²。E = 1000 cd / (5m)² = 1000 / 25 = 40 勒克斯。平方反比定律:距離加倍 = 光線變為 1/4。
螢幕亮度
筆記型電腦螢幕亮度為 300 尼特。轉換為呎朗伯?
1 尼特 = 0.2919 呎朗伯。300 尼特 x 0.2919 = 87.6 fL。歷史上的電影院標準是 16 fL,所以這台筆記型電腦亮 5.5 倍!
常見錯誤
- **混淆類別**:不能將勒克斯轉換為尼特!它們是不同的物理量。勒克斯 = ON 表面的光線。尼特 = FROM 表面的光線。需要反射率才能將它們聯繫起來。
- **忘記平方反比**:光線隨距離的平方而非線性遞減。2 倍距離 = 1/4 亮度,而不是 1/2!
- **混淆流明和勒克斯**:流明 = 總輸出 (所有方向)。勒克斯 = 每單位面積的輸出 (一個方向)。1000 流明的燈泡不會產生 1000 勒克斯!
- **忽略反射率**:在相同照度下,白牆與黑牆的亮度差異巨大。表面很重要!
- **燭光 vs 燭光功率**:1 燭光 ≠ 1 燭光功率。戊烷蠟燭 = 10 燭光。歷史單位各不相同!
- **顯示器亮度單位**:製造商混用尼特、cd/m² 和 % 亮度。比較時務必檢查實際的尼特值。
有趣的事實
燭光是 SI 基本單位
燭光是 7 個 SI 基本單位之一 (與公尺、公斤、秒、安培、克耳文、莫耳並列)。定義為發射 540 THz 光且輻射強度為每立弳 1/683 瓦特的光源的發光強度。是唯一基於人類感知的單位!
流明由燭光定義
1 流明 = 1 燭光光源在 1 立弳立體角內發出的光。由於球體有 4π 立弳,一個 1 燭光的各向同性光源總共發出 4π ≈ 12.57 流明。流明是衍生單位,燭光是基本單位!
555 nm 是靈敏度峰值
人眼對 555 nm (綠黃色) 的光最敏感。1 瓦特的 555 nm 光 = 683 流明 (最大可能值)。紅色或藍色光:每瓦特流明數較少。這就是為什麼夜視鏡是綠色的!
HDR 顯示器 = 1000+ 尼特
標準顯示器:200-400 尼特。HDR (高動態範圍):1000+ 尼特。有些甚至達到 2000-4000 尼特!太陽反射:5000+ 尼特。HDR 模仿真實世界的亮度範圍,以呈現驚人的影像。
呎燭光源於實際的蠟燭
1 呎燭光 = 距離 1 燭光光源 1 英尺處的照度。最初源於距離實際蠟燭 1 英尺的測量!= 10.764 勒克斯。在美國的照明法規中仍在使用。
電影院亮度標準
電影院投影機校準為 14-16 呎朗伯 (48-55 尼特)。與電視/手機相比似乎很暗!但在黑暗的劇院中,它創造了適當的對比度。家用投影機通常為 100+ 尼特以應對環境光。
光測量的演進:從蠟燭到量子標準
古代光源 (1800 年前)
在科學光度學出現之前,人類依賴自然光週期和粗糙的人造光源。油燈、蠟燭和火把提供不穩定的照明,僅能透過比較來衡量。
- 以蠟燭為標準:獸脂、蜂蠟和鯨蠟蠟燭被用作粗略的參考
- 無量化測量:光線以質性方式描述('如白晝般明亮'、'如月光般昏暗')
- 地區差異:每種文化都發展了自己的蠟燭標準,沒有國際協議
- 發現的局限性:對光作為電磁輻射或光子的理解尚不存在
科學光度學的誕生 (1800-1900)
19 世紀,在煤氣燈和早期電氣照明的推動下,人們開始系統地嘗試標準化光測量。
- 1799 - 倫福德光度計:班傑明·湯普森(倫福德伯爵)發明了影子光度計,用於比較光源
- 1860年代 - 蠟燭標準出現:鯨蠟蠟燭(鯨油)、卡塞爾燈(植物油)、亥夫納燈(乙酸戊酯)作為參考標準相互競爭
- 1881 - 維奧爾標準:朱爾·維奧爾提議將處於凝固點(1769°C)的鉑作為光標準 - 1 平方公分發出 1 維奧爾
- 1896 - 亥夫納燭光:德國標準,使用受控的乙酸戊酯火焰,一直使用到 1940 年代(相當於 0.903 現代燭光)
國際標準化 (1900-1948)
20 世紀初的努力將各國相互競爭的標準統一為國際燭光,這是現代燭光的前身。
- 1909 - 國際燭光:法國、英國和美國達成協議,將標準定義為處於凝固點的鉑黑體輻射器亮度的 1/20
- 1921 - 提議布格單位:基於鉑標準,約等於現代燭光
- 1930年代 - 戊烷標準:一些國家使用標準化的戊烷燈代替鉑
- 1940年代 - 戰爭擾亂標準:第二次世界大戰突顯了需要一種獨立於實物、可重複的通用測量方法
燭光成為 SI 基本單位 (1948-1979)
戰後的國際合作將燭光確立為第七個 SI 基本單位,最初由鉑黑體輻射定義。
1948 Definition: 1948 (第 9 屆 CGPM):燭光定義為在鉑凝固點溫度下,1/600,000 m² 黑體的發光強度。這是「燭光」首次正式取代「燭」。將光度學與公尺、公斤、秒、安培、克耳文和莫耳一起納入 SI 框架。
Challenges:
- 對鉑的依賴:需要精確控制鉑的純度和溫度(1769°C)
- 實現困難:很少有實驗室能夠維持鉑凝固點裝置
- 光譜靈敏度:定義基於明視覺(人眼靈敏度曲線)
- 術語演變:1967 年非正式採用「尼特」代表 cd/m²,但並非官方 SI 術語
量子革命:將光與基本常數聯繫起來 (1979-至今)
1979 年的重新定義使燭光擺脫了物質實物的束縛,轉而透過人眼在特定波長的靈敏度將其與瓦特聯繫起來。
1979 Breakthrough: 第 16 屆 CGPM 根據單色輻射重新定義了燭光:「一個光源在給定方向上的發光強度,該光源發出頻率為 540 × 10¹² Hz (555 nm,人眼靈敏度峰值) 的單色輻射,且在該方向上的輻射強度為 1/683 瓦特每立弳。」這使得 683 流明在 555 nm 下完全等於 1 瓦特。
Advantages:
- 基本常數:與瓦特(SI 功率單位)和人類明視覺光譜光視效率函數相關聯
- 可重複性:任何實驗室都可以使用雷射和校準的探測器來實現燭光
- 無實物標準:無需鉑、無需凝固點、無需物理標準
- 波長精度:選擇 555 nm 作為明視覺的峰值(眼睛最敏感處)
- 數字 683:選擇此數字以保持與先前燭光定義的連續性
Modern Impact:
- LED 校準:對能源效率標準(流明/瓦特評級)至關重要
- 顯示技術:HDR 標準(尼特)基於精確的燭光定義
- 照明法規:建築要求(勒克斯等級)可追溯到量子標準
- 天文學:恆星光度測量與基本物理學相連
照明技術革命 (1980年代-至今)
現代照明技術改變了我們創造、測量和使用光的方式,使得光度學的精確性比以往任何時候都更加重要。
LED 時代 (2000年代-2010年代)
LED 以 100+ 流明/瓦特(相較於白熾燈的 15 lm/W)徹底改變了照明。能源標籤現在要求精確的流明評級。顯色指數 (CRI) 和色溫(克耳文)成為消費者規格。
顯示技術 (2010年代-至今)
HDR 顯示器達到 1000-2000 尼特。OLED 像素級控制。像 HDR10、Dolby Vision 等標準要求精確的亮度規格。智慧型手機的戶外可視性推動了 1200+ 尼特的峰值亮度。電影院為保持適當對比度而維持 48 尼特。
智慧照明與以人為本的設計 (2020年代)
晝夜節律研究推動了可調式照明(CCT 調整)。智慧型手機內建勒克斯計。建築法規為健康/生產力規定照度。光度學成為健康設計的核心。
- 唯一基於人類感知的 SI 單位:燭光獨特地將生物學(眼睛靈敏度)納入物理學定義
- 從蠟燭到量子:在 200 年間從粗糙的蠟燭到雷射定義的標準的歷程
- 仍在演進:LED 和顯示技術持續推動光度學創新
- 實際影響:您的手機螢幕亮度、辦公室照明和汽車頭燈都可追溯到 683 流明 = 1 瓦特 @ 555 nm
- 未來:隨著我們對視覺科學的更深入了解,可能會進一步完善,但目前的定義自 1979 年以來非常穩定
專業提示
- **先檢查類別**:務必確認您在相同類別內進行轉換。勒克斯到 fc:可以。勒克斯到尼特:錯誤!
- **平方反比快速計算**:距離 x2 = 亮度 /4。距離 x3 = 亮度 /9。快速心算!
- **流明 ≠ 勒克斯**:1000 流明的燈泡分佈在 1 m² 上 = 1000 勒克斯。分佈在 10 m² 上 = 100 勒克斯。面積很重要!
- **呎燭光快速計算**:fc x 10 ≈ lux。對於粗略估計足夠準確。精確值:fc x 10.764 = lux。
- **顯示器比較**:務必使用尼特 (cd/m²)。忽略 % 亮度的規格。只有尼特是客觀的。
- **室內照明估算**:典型辦公室為 300-500 勒克斯。所需總流明 = 勒克斯 x 面積 (m²)。然後除以每個燈泡的流明數。
- **自動科學記號**:數值 ≥ 1 百萬或 < 0.000001 會自動以科學記號表示 (例如 1.0e+6),以提高可讀性!
完整光度學參考
照度
Light falling ON a surface - lux, foot-candle, phot. Units: lm/m². Cannot convert to other categories!
| 單位 | 符號 | 備註與應用 |
|---|---|---|
| 勒克斯 | lx | SI 照度單位。1 lx = 1 lm/m²。辦公室:300-500 勒克斯。陽光:100,000 勒克斯。 |
| 千勒克斯 | klx | 1000 勒克斯。明亮的戶外條件。陽光直射範圍。 |
| 毫勒克斯 | mlx | 0.001 勒克斯。低光照條件。黃昏時段的亮度。 |
| 微勒克斯 | µlx | 0.000001 勒克斯。非常黑暗的條件。星光等級的亮度。 |
| 英尺燭光 | fc | 英制照度單位。1 fc = 10.764 勒克斯。在美國法規中仍在使用。 |
| 輻透 | ph | CGS 單位。1 ph = 10,000 勒克斯 = 1 lm/cm²。現已罕用。 |
| 諾克斯 | nx | 0.001 勒克斯。夜間照明。源自拉丁語 '夜晚'。 |
| 流明/平方公尺 | lm/m² | 與勒克斯相同。直接定義:1 lm/m² = 1 勒克斯。 |
| 流明/平方公分 | lm/cm² | 與輻透相同。1 lm/cm² = 10,000 勒克斯。 |
| 流明/平方英尺 | lm/ft² | 與呎燭光相同。1 lm/ft² = 1 fc = 10.764 勒克斯。 |
亮度
Light emitted/reflected FROM a surface - nit, cd/m², foot-lambert. Different from illuminance!
| 單位 | 符號 | 備註與應用 |
|---|---|---|
| 坎德拉/平方公尺 (尼特) | cd/m² | 現代亮度單位 = 尼特。顯示器以尼特為單位。手機:500 尼特。 |
| 尼特 | nt | cd/m² 的通用名稱。顯示器亮度標準。HDR:1000+ 尼特。 |
| 熙提 | sb | 1 cd/cm² = 10,000 尼特。非常明亮。現已罕用。 |
| 坎德拉/平方公分 | cd/cm² | 與熙提相同。1 cd/cm² = 10,000 cd/m²。 |
| 坎德拉/平方英尺 | cd/ft² | 英制亮度單位。1 cd/ft² = 10.764 cd/m²。 |
| 坎德拉/平方英寸 | cd/in² | 1 cd/in² = 1550 cd/m²。小面積,高亮度。 |
| 朗伯 | L | 1/π cd/cm² = 3,183 cd/m²。理想漫射表面。 |
| 毫朗伯 | mL | 0.001 朗伯 = 3.183 cd/m²。 |
| 英尺朗伯 | fL | 1/π cd/ft² = 3.426 cd/m²。美國電影院標準:14-16 fL。 |
| 阿熙提 | asb | 1/π cd/m² = 0.318 cd/m²。CGS 單位。 |
| 布朗德爾 | blondel | 與 apostilb 相同。1/π cd/m²。以 André Blondel 命名。 |
| 布里爾 | bril | 10^-7 朗伯 = 3.183 x 10^-6 cd/m²。暗適應視覺。 |
| 斯科特 | sk | 10^-4 朗伯 = 3.183 x 10^-4 cd/m²。夜視覺單位。 |
發光強度
Light source strength in a direction - candela (SI base unit), candle power. Different physical quantity!
| 單位 | 符號 | 備註與應用 |
|---|---|---|
| 坎德拉 | cd | SI 基本單位!在特定方向的光強度。LED:典型值為 1-10 cd。 |
| 千坎德拉 | kcd | 1000 燭光。非常亮的光源。探照燈。 |
| 毫坎德拉 | mcd | 0.001 燭光。小型 LED。指示燈:1-100 mcd。 |
| 亥夫納燭 (hefner candle) | HK | 0.903 cd。德國蠟燭標準。乙酸戊酯火焰。 |
| 國際燭光 | ICP | 1.02 cd。早期標準。鉑在凝固點的亮度。 |
| 十進燭光 | dc | 與燭光相同。早期的法語術語。 |
| 戊烷燭光 (10燭光功率) | cp | 10 cd。戊烷燈標準。10 燭光功率。 |
| 卡塞爾單位 | carcel | 9.74 cd。法國燈標準。卡塞爾油燈。 |
| 十進布吉 | bougie | 與燭光相同。法國十進制蠟燭。 |
光通量
Total light output in all directions - lumen. Cannot convert to intensity/illuminance without geometry!
| 單位 | 符號 | 備註與應用 |
|---|---|---|
| 流明 | lm | SI 光通量單位。總光輸出。LED 燈泡:典型值為 800 lm。 |
| 千流明 | klm | 1000 流明。高亮度燈泡。商業照明。 |
| 毫流明 | mlm | 0.001 流明。非常暗的光源。 |
| 瓦特 (在555奈米,峰值視效能) | W@555nm | 1 W @ 555 nm = 683 lm。峰值光視效能。綠光的最高值。 |
測光曝光
Light exposure over time - lux-second, lux-hour. Illuminance integrated over time.
| 單位 | 符號 | 備註與應用 |
|---|---|---|
| 勒克斯秒 | lx⋅s | 照度隨時間的累積。攝影曝光。1 勒克斯持續 1 秒。 |
| 勒克斯時 | lx⋅h | 3600 勒克斯-秒。1 勒克斯持續 1 小時。較長的曝光。 |
| 輻透秒 | ph⋅s | 10,000 勒克斯-秒。高亮度曝光。 |
| 英尺燭光秒 | fc⋅s | 10.764 勒克斯-秒。1 呎燭光持續 1 秒。 |
| 英尺燭光時 | fc⋅h | 38,750 勒克斯-秒。1 呎燭光持續 1 小時。 |
光度學轉換最佳實踐
最佳實踐
- 了解物理量:勒克斯 (ON 表面)、尼特 (FROM 表面)、燭光 (光源)、流明 (總量) - 絕對不要混淆!
- 只能在相同類別內轉換:勒克斯↔呎燭光可以,勒克斯↔尼特在沒有表面數據的情況下是不可能的
- 流明轉勒克斯:需要面積和光分佈模式 (不是簡單的除法!)
- 顯示器亮度以尼特為單位:室內 200-300,戶外 600+,HDR 內容 1000+
- 照明法規使用勒克斯:辦公室 300-500 lx,零售店 500-1000 lx,請查證當地要求
- 攝影:曝光使用勒克斯-秒,但現代相機使用 EV (曝光值) 標度
應避免的常見錯誤
- 試圖直接轉換勒克斯到尼特:不可能!它們是不同的物理量 (ON vs FROM 表面)
- 在沒有面積的情況下轉換流明到勒克斯:必須知道被照亮的面積和分佈模式
- 忽略平方反比定律:光強度隨距離平方遞減 (距離加倍 = 1/4 光線)
- 混淆類別:就像試圖將公尺轉換為公斤一樣 - 在物理上毫無意義!
- 為應用使用錯誤的單位:顯示器需要尼特,房間需要勒克斯,燈泡以流明為單位
- 混淆燭光與燭光功率:舊的英制單位,與現代燭光 (cd) 不同
常見問題
勒克斯和尼特有什麼區別?
完全不同!勒克斯 = 照度 = 落在 ON 表面的光線 (lm/m²)。尼特 = 亮度 = 來自 FROM 表面的光線 (cd/m²)。例如:書桌因頭頂燈光而有 500 勒克斯的照度。您看到的電腦螢幕有 300 尼特的亮度。在不知道表面反射率的情況下無法互相轉換!它們是不同的物理量。
我可以將流明轉換為勒克斯嗎?
可以,但需要面積!勒克斯 = 流明 / 面積 (m²)。一個 1000 流明的燈泡照亮 1 m² 的表面 = 1000 勒克斯。同一個燈泡照亮 10 m² = 100 勒克斯。這也受到距離 (平方反比定律) 和光分佈模式的影響。不是直接的轉換!
為什麼燭光是 SI 基本單位?
基於歷史和實用原因。發光強度是基本的 - 可以直接從光源測量。流明、勒克斯是從燭光使用幾何學推導出來的。此外,燭光是唯一基於人類感知的 SI 單位!它使用人眼在 555 nm 的光譜靈敏度來定義。在 SI 單位中很特別。
什麼是好的螢幕亮度?
取決於環境!室內:200-300 尼特就足夠了。戶外:需要 600+ 尼特才能看清楚。HDR 內容:400-1000 尼特。在黑暗中太亮 = 眼睛疲勞。在陽光下太暗 = 看不見。許多設備會自動調整。手機通常為 400-800 尼特,有些在強光下可達 1200+。
我需要多少流明?
取決於房間和用途!一般規則:辦公室 300-500 勒克斯。臥室:100-200 勒克斯。廚房:300-400 勒克斯。將勒克斯 x 房間面積 (m²) = 總流明。例如:一個 4m x 5m 的辦公室 (20 m²),需要 400 勒克斯 = 8,000 流明。然後除以每個燈泡的流明數。
為什麼我不能混用這些類別?
它們是具有不同維度的根本不同的物理量!就像試圖將公斤轉換為公尺一樣 - 不可能!照度是光通量/面積。亮度是強度/面積。強度是燭光。光通量是流明。它們都通過物理/幾何學相關聯,但不能直接轉換。需要額外的信息 (距離、面積、反射率) 才能將它們聯繫起來。