光度学的基本单位guangduxuc de jiben danwei
光度学计量的基准。发光强度的单位坎德拉(cd)是光度学的基本单位,也是国际单位制中的七个基本单位之一。1937年国际计量委员会用在铂凝固温度下的黑体辐射器,规定发光强度的单位为新烛光。1948年又给新烛光取拉丁语名“candela”,汉语音译为坎德拉。1967年国际计量大会进行了修正,坎德拉定义为:“在101 325帕斯卡的压力下处于铂凝固温度的黑体的(1/600000)平方米表面在垂直方向上的发光强度”。
尽管作为光度基准的铂点黑体有严格规定,但各国的光度单位并不一致,而且不能满足科学技术发展对光度测量的要求。随着电校准的绝对辐射计测量的突破,使重新定义坎德拉成为可能。1979年,第16届国际计量大会通过新的定义:“坎德拉是发出频率540×1012赫兹的单色辐射在给定方向上的发光强度,该方向上辐射强度为(1/683)瓦特/球面度”。这个定义具有下列新的特点:
❶没有限定复现的手段,有利于发展测量技术;
❷使光度基准与辐射度基准相联系,达到了统一,规定了最大光谱光视效能Km=683流明/瓦;
❸使基本单位只与单色辐射有关,不需用视见函数来换算;
❹以频率取代波长,使定义更严密,而且540×1012赫兹对应于真空中的波长为555纳米,是人眼最灵敏的波长。
光度学中的其他单位都是导出单位。由光通量与发光强度的关系式dφ=IdΩ,可得光通量单位流明的定义为:“某一方向上发光强度为1坎德拉的点光源,在该方向单位立体角内传送的光通量”。用同样的方法,可得到其他导出单位。在导出其它单位时,要用到立体角,而立体角是一个无量纲的量(立体角是由过一点的锥面所围成的空间,若以这点为球心,任意长度γ为半径作球面,球面被锥面所截取的面积为s,则立体角大小为Ω=s/γ2),因此用国际单位制中的七个基本量纲来表示光度学各量的量纲时,一些量的量纲是相同的,如光通量和发光强度的量纲就相同。为了避免这种现象,过去曾把立体角的单位(球面度)规定为国际单位制的辅助单位,认为它具有独立的量纲。因此光通量的单位表示式可写成1流明=1坎德拉·球面度。在1980年,国际计量委员会决定仍把球面度看成无量纲的导出单位。但是还允许与过去一样,让球面度在单位表示式中出现,以区别不同量的单位。