中科研 | 太陽輻射光照度和光強度的區別，你知道嗎？

概念的。常用的光學量概念有發光強度、光照度、光出射度和光亮度。“光強”只是一個通俗的說法，很難說對應哪一個光度學概念。

以上所說的幾個概念都是有嚴格的物理定義的：

發光強度：光源在單位立體角內發出的光通量，單位是坎德拉，即每球面度1流明。

光照度：被照明面單位面積上得到的光通量，單位是勒克斯，即每平方米1流明。

光出射度：光源單位面積上發出的光通量，單位與光照度相同。

光亮度：單位面積上沿法線方向的發光強度，或稱單位面積在其法線方向上單位立體角內發出的光通量，單位是尼特，即每平方米每球面度1流明。

由於發光強度、光亮度與方向有關，容易推匯出：各個方向上光亮度相同的光源其發光強度是方向的餘弦函式，在法線方向上發光強度最大，稱為餘弦輻射體，也叫朗伯光源。各個方向上發光強度都相等的光源其光亮度就是不等的。

發光強度、光出射度和光亮度都是表示光源的發光的發光特性的。樓上所說考慮太陽到地球距離的平方是將太陽當成點光源，利用地面上的照度計算太陽的發光強度。而把太陽朝向地球的這一面作為一個面光源，再除以這個面積就是太陽在與地球連線方向的光亮度。當然這與太陽直接發光的發光強度或光亮度相比是有下降的，因為太陽光經過大氣還要衰減的。

這些光學量都用到光通量，光通量是與輻射能通量相對應的光學量，因為光是一種電磁輻射。不同波長的電磁波1瓦的輻射能通量所相當的光通量是不一樣的，換算到光通量要考慮人眼的光譜靈敏度曲線，即人眼對不同波長同樣的輻射能通量所感受到的光是不一樣的，如紅外光、微波、紫外光等人眼是看不見的，而400nm到760nm波長的可見光是人眼能看得見的。

在物理光學中也提到“光強”，是用麥克斯韋方程組解出光的電向量，電場強度的平方就是物理光學中的光強，主要用於計算干涉、衍射效應得到的圖形。

在光學各相關學科中光強度是一個比較含糊的概念，不同的分支有不同的說法，有的等同於發光強度，有的等同於光照度，有的等同於光亮度。而光度學中這幾個概念是有嚴格的物理意義的。

由於地面上的照度是由天空及地球上整個環境包括天空各部分的亮度、地面上其他反射體反射、散射而得到的光亮度綜合產生的照度，所以難以用一個直接的公式進行計算。不過可以藉助成像光學系統來實現您的想法，可以用一個照相物鏡，或者簡單點用一個放大鏡也行，將某一部分光源例如天空或別的什麼成像於像面上，將照度計置於像面測得照度E，則E＝1/4*π*K*L*（D/f‘）2。公式中的2是平方，應該是上標的，這裡打不出來。K是光學系統的透過率，L就是你要求的亮度，D是你的成像系統的通光口徑，f’是成像系統的焦距。如果是照相物鏡，D/f‘就是光圈數的倒數。利用這個公式就可以從照度換算到亮度。這個公式用於計算對無窮遠成像時像面的照度或已知照度反過來求無窮遠物的亮度。

太陽輻射光照強度（單位：lux）與太陽光輻射度（單位：W/m2）的轉換關係：資料引自《照明手冊》

太陽的幾個資料供參考：

發光強度—2。838×10^（27）cd，

亮度—1。865×10^（9）cd/m2，

總髮射光通量—3。566×10^（28）lm，

太陽常數—1535w/ m2，（與太陽光垂直的平面上的幅照度），

大氣層外日光法線照度E0—126800 lx，

太陽光直射時地面法線照度Enz=E0×P，

P—大氣透過率，（非常晴朗為0。85、普通晴天為0。75、雲塵多的晴天為0。55）。

幅（出）射度與照度是兩個不同的物理量，賦值的物件不同，所以沒有確定的轉換關係。