光源在单位时间内发出的光量称为光源的光通量，以中表示，单位为lm（流明）；光源发出的，并在包含给定方向的立体角元内传播的光通量dΦ中，与该立体角dω之比，称为光源在给定方向的光强度，简称“光强”。那么，光通量和光强度什么关系？本文为大家做了介绍。

什么是光通量？

1.光通量的定义

光通量Ф：度量光源在单位时间内向某立体角内辐射的相对视见率的光能量，即人眼所能感觉到的光的辐射功率（辐射能量流速率）的物理量。

Φ=I·Ω

即单位时间某立体角内的光辐射能量与相对视见率的乘积，亦即单位时间某立体角内各波段的辐射能量与该波段相对视见率的乘积之和。

2.光通量的单位

（1）光通量的单位为流明lm（lumen）：发光强度为1cd且各方向发光强度均相同的点光源，在1球面度的单位立体角内所发射出的光通量为1流明=1坎德拉·球面度，即1lm = 1cd·sr。

1cd点光源的总光通量为4π流明（因空间立体角共有4π球面度）。

若光源为均匀发光体，则该光源总光通量中Φ总为：

Φ=Ι·Ω=4π·Ι

（2）由于人眼对不同波长之光的相对视见率不同，故此不同波长之光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。

例如，波长555nm与650nm之光的辐射功率相等时，前者为后者光通量的10倍。

（3）不计相对视见率的辐射通量的单位为瓦（W）。

若某光源仅辐射555nm波长的光能，且辐射能量为1瓦，则该光源所发出的光通量为683流明。（因1cd为1/683W/st，所以1W相当于683cd·sr即683lm）。

显然实际光源辐射的光谱绝非单一波长，而非555nm波长之光的视见函数又小于1，所以实际光源的光通量一般远比683lm为小。

什么是光强度？

1.光强度的定义

（1）光强度：光源在一定方向范围内辐射出的可见电磁辐射能——光能的强度，即发出之可见光辐射的强弱程度，为表示光源发光特性的物理量。

（2）过去以光通量为基准定义发光强度I=dΦ/dΩ。

光源在某方向上的发光强度：光源或光源的一部分发光面在某一方向上“立体角元”内所发射的光通量除以该“立体角元”，为该光源在这一方向上的发光强度（“立体角元“指垂直于光线方向的”面积元“对光源所张的立体角）。

一光源在某方向上微小立体角dΩ内所通过的光通量dΦ与该立体角之比，称为该光源在该方向上的发光强度。

若为均匀发光光源，则I=Φ/Ω。

（3）平均发光强度：光源发出的总光通量Φ总除以空间的总立体角4π，称为该光源的平均发光强度。

1=Φ总/4π

（4）单位立体角中全部辐射通量：不计相对视见率（即不考虑人眼对色光的敏感差异）的光源辐射强度，称为单位立体角中全部辐射通量。单位：瓦特每球面度W/sr。

2.发光强度的单位

光强度的单位为坎德拉cd（candela）：一个光源发出频率为540×1012赫兹的单色辐射时（折合波长为λ=c/v=555.5nm），若在一定方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度（W/sr），则此光源在该方向上的发光强度为1cd（坎德拉为1979年10月16届国际计量大会制订）。

1881年国际电工技术委员会定义：1/6英磅鲸脑油制成之蜡烛（07/8"），以120格令/小时（gr/h中gr为1粒麦粒重、1磅=7000gr）的速度燃烧时，沿水平方向的发光强度为1烛光。

光通量和光强度的关系：

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。

光通量与光照度的关系：

照度表示被照面上接受的光的强弱，是单位面积上所得到的光通量。

如果要想求出距离一个光源rm处的光照度，可以设想一个以光源为中心、半径为rm的球面，球面内侧接受的光通量是均匀的，这个球面的面积A为A=4π·r2，照度E等于光通量除以面积，即E=Фv/A=Фv/4π·r2（lx）。

例如，一个发光强度为1cd的点光源，均匀发出的光通量为4πlm，距离这个点光源1m位置的照度为1lx。距离这个点光源2m位置的照度则为（1/4）1x。

反之，如果已知照度E和被照面积A，也可以求出光通量Фv=EA，光通量等于照度乘以面积。如果被照面积上照度是不均匀的，可把被照面积划分为多个小面积△A1……△An，测出每个小面积上的照度E1……En，用近似公式计算，即每个小面积与其上的照度相乘，再全相加得到光通量。

如果划分的n个小面积其面积全相等，则：Фv=A[（E1+……+En）/n]。

这是常用的计算投影机光通量的方法，平均照度乘以投影面积。例如，如果平均照度为10001x，投影面积为3m2，简单相乘可知光通量为30001m。