<menuitem id="alxhc"></menuitem>
    <ins id="alxhc"><th id="alxhc"><var id="alxhc"></var></th></ins>
    <mark id="alxhc"><var id="alxhc"></var></mark>
      <output id="alxhc"></output>

      <output id="alxhc"><nobr id="alxhc"></nobr></output>

      <sup id="alxhc"><small id="alxhc"><delect id="alxhc"></delect></small></sup>
       
       
      當前位置: 首頁 » 資訊 » 專利標準 » 標準 » 正文

      光學基本物理量“發光光強”定義、公式及注解中不妥及錯誤的探討

      放大字體  縮小字體 發布日期:2023-03-08 來源:中國半導體照明網作者:李自力瀏覽次數:1596

       摘要:自然界中最基本的七個物理量(時間、長度、質量、溫度、電流、光強、物質的量)中的光學基本物理量為“光強”(發光強度),其它重要的導出物理量“光通量”“照度”“光出射度”“亮度”則由“光強”而來。這些光學術語在國際電工委員會的系列標準IEC 60050《國際電工詞匯》中的IEC60050.845:2020《International electrotechnical vocabulary(IEV) Part 845:Lighting》(國際電工詞匯 第845部分:照明)進行了定義。作為國際標準定義的最基礎物理量術語是全球須遵循的共識,其重要性不言而喻,理應嚴謹準確。然而卻出現了較多模糊不清晰、不妥和錯誤,可能對光學界產生不良后果。(相關對應的輻射強度、光子強度等也有相同的問題,這里不再贅述)

      引言

      人類社會需要標準化來規范各領域各方面的行為,標準化是人類文明進步的重要標志。如果沒有統一的標準化,世界將是混亂的。國際上有三大標準化組織,其一為成立于1865年的《國際電信聯盟(ITU)》;其二為成立于1906年的《國際電工委員會(IEC,International Electrotechnical Commission)》;第三為成立于1947年的《國際標準化組織(ISO)》,這三大標準化組織的主要活動是制定國際標準,協調世界范圍的標準化工作,組織各成員國和技術委員會進行情報交流,以及與其他國際組織進行合作,共同研究有關標準化問題,這三大組織之間針對領域分工有所側重??梢姟秶H電工委員會》是極其權威的標準化組織機構。

      自然界有最基本的七個物理量(時間、長度、質量、溫度、電流、光強、物質的量),其中“光強”(發光強度)是光學領域的基本物理量,由“光強”而來的“導出物理量”有“光通量”“照度”“光出射度”“亮度”等,對這些光學最基礎的物理量術語進行定義的最新2020年版國際標準IEC60050.845:2020《International Electrotechnical vocabulary(IEV)Part 845:Lighting》(國際電工詞匯 第845部分:照明)是全球光學領域應遵循的共識,其重要性不言而喻,作為“亮點”它補全了該標準早期1987版本中以“數理公式”代替“定義”以及國際標準化組織的ISO 31-6:1992版《量和單位 第6部分:光及有關電磁輻射》中所沒有的“定義”,也細化了很多方面。但是術語標準的定義等應該表達的既簡要概括全、又更要嚴謹準確,如果出現混淆模糊不清,甚至原則性錯誤,則后果嚴重。然而,作者經深入研究,發現標準中的這些術語定義出現了很多不嚴謹、不清晰、不妥和錯誤。限于篇幅,這里只分析探討該標準中光度學最重要的基本物理量“發光強度”(以下簡稱光強,并且本文不涉及對應的輻射強度、光子強度等術語相同錯誤,其它物理量問題另文探討)。 

      2 光學基本物理量“光強”術語定義的標準

      標準準確的前提是可溯源,因此需要嚴謹、再嚴謹,特別是被溯源的源頭術語。ISO 31-6:1992年《量和單位 第6部分:光及有關電磁輻射》沒有給出定義和公式,備注只描述了“光強是基本量之一”。而更早的IEC60050.845:1987年版中“光強”術語中把定義簡化為對公式的解釋,最新的IEC60050.845:2020對光學物理量術語的定義等方面描述全面,然而該標準中這些源頭術語也同樣存在不同程度的不妥和錯誤。

      3 IEC60050.845:2020標準“光強”術語錯誤的分析探討

      3.1術語“光強”(845-21-045)

      3.1.1標準原文

      Luminous intensity

      Density of luminous flux with respect to solid angle in the specified direction.

      Iv = dФv/dΩ

      WhereФv is the luminous flux emitted in a specified direction, and Ω is the solid angle containing that direction.

      Note 1 to entry: For practical realization of the quantity, the source is approximated by a point source.

      ......

      Note 5 to entry: The luminous intensity is expressed in candela (cd = lm·m-2·sr-1)

       

      3.1.2 中文翻譯

      術語名稱:光強

      理論定義:相對于指定方向上立體角的光通量密度 

      數理公式:I v= dФv/dΩ

      公式注釋:其中,Фv是指定方向上發射的光通量,Ω是包含該方向的立體角

      定義附注1:為了現實中獲得該量,把“點源”近似作為“源”

      定義附注5:發光強度單位為“坎德拉”(cd = lm·m-2·sr-1)

       

      3.10.3分析討論

      1)理論定義描述的是“面”問題,數理公式講的是“點”問題,公式注釋解釋的是“面”問題,定義附注5講的是大“角”和大“面”問題,它們之間所描述的問題不一致。

       

      2)由數理可知,當立體角Ω大小變化時,光通量Фv也隨之單調變化,Фv是Ω的可導函數時,以定義中的指定方向為中心軸線的微小立體角增量取極限得到導數Iv= dФv/dΩ,即獲得“光源”上該點在指定方向上的“光強”。微小立體角趨于零(即dΩ),也就是說定義的“光強”幾乎就是指定方向這一根中心軸線光線形成的光強,因此,“光強”定義不能描述為“......光通量(立體角)密度”,而如果要表達“......光通量角密度”應該用公式Iv =Фv/Ω,這時“光強”也可稱為“平均(立體角)光強”,請參考術語“平均LED強度”。

       

      3)因為公式Iv= dФv/dΩ 的分母中沒有出現面積符號“A”,光強與發光面積沒有直接關系,此外,“定義附注1”的內容反過來說就是自然界中一定具體尺寸的實際“點源”需拉長測量距離來近似模擬理論上的術語“光源”,這和“點源”定義一起就反證了即使近距離觀看,“光源”也是尺寸非常非常小,而其上的一個“實點”尺寸更趨近于零,反證了“光強”是有關于“光源”上一個“實點”的,“光強”定義與發光面積沒有直接關系。因此“光強”定義也不能描述為“.......光通量(面)密度”。

       

      3)定義附注5中光強單位用坎德拉表示且有(cd = lm·m-2·sr-1),而cd = lm·m-2·sr-1有“單位面積、單位球面度的光通量”的意思。

      ①“每單位面積的光通量”似乎是“光通量(面)密度”概念。這里再舉例“平均LED強度”術語,它其中指明是引用國際照明委員會出版物CIE127:2007《LED測量》(行業非常重要的標志性出版物,也常稱為標準)。術語名中沒有“光”字,卻使用與“光強”相同的單位candela,這說明它是“光強”的一種。限于篇幅,這里只簡述其中“條件A”的“平均LED強度ILED,A”(此處錯誤,與CIE 127搞反了)定義的內容“距離LED發光二極管頂端并在機械軸上100mm處的100mm2圓孔(孔徑11.3mm)上的平均照度,......”。LED發光芯片是有一定面積的,且此距離下的芯片尺寸遠達不到面積趨近于零,且每一個LED芯片之間的面積都是不相等的,而定義和實際測量都根本不涉及芯片面積,實際上再加上封裝透鏡后就更無法準確測得芯片的發光面積,這就不可能得出芯片“每平米的光通量”或“光通量(面)密度”,所以同一IEC60050.845標準中的術語“平均LED強度”也反證了術語“光強”定義的“......光通量(面)密度”是錯誤的,綜上所述,應刪除cd = lm·m-2·sr-1中的“m-2”。

      ②再分析“每球面度的光通量”,cd = lm·m-2·sr-1中分母含“每球面度”(sr-1)有“光通量(立體角)密度”意義。從“球面度sr”(845-21-034)的定義中可知,當把“平均LED強度”的“條件A”中的球半徑(100mm)作為測量距離時,則對應立體角所截取的球面面積為r2=100mmx100mm=10000mm2,可見這比規定的照度探頭面積100mm2大了100倍,所以“平均LED強度”作為一種“光強”,卻使用比“光強”單位“每球面度光通量”小得多的“立體角”來測量,反證了用大尺寸“立體角”來表達“光強”至少有點不妥,所以“光強”理論定義應不能描述為“......光通量(立體角)密度”。

       

      ③“光強”是指定方向為中心軸線的“立體角元”趨近于零(dΩ)的幾乎一條“光線”光通量形成的光強,而“單位球面度”中如此大的“立體角”也就包含了無窮多方向上的無窮多條光線,這也不符合“指定方向”的含義。立體角趨近于零(dΩ)時(“球面度sr”也隨之趨近于零)是“光強”的初衷,國際計量大會批準的至今常用光強單位坎德拉的等式 cd = lm·sr-1(每球面度流明)可能有問題。按本標準的術語“流明”(845-21-084)光通量國際單位是“流明”是“一個1cd光強的均勻點源發射的、在1個單位立體角內的光通量”并且它是延續了在“the 9th general conference of weights and measures(1948)”(1948年第9屆國際計量大會)上批準的。其重點是“均勻點源”它在各方向發出的光通量大小與球面度大小的比值是恒定不變的,即在任何方向的光強都是“1cd”。嚴格來說,自然界大多數光源為各向異性非均勻發光的光源,特別是對于投光燈類投射角度非常窄的光源,光強單位坎德拉的等式 cd = lm·sr-1是否能正確或正確使用?為了便于理解,舉“電流密度J =電流強度I/截面積S”為例,例如“J = 1安培/1平方分米= 100安培/1平方米”是在這1平方米中的電流強度均勻分布時成立,對于非均勻分布的,以測得的局部密度來替代考核的整個截面密度是不正確的。同理,只有各方向光通量均勻分布的“光源”,cd = lm·sr-1才成立,而現實自然界中很多是非均勻各向異性光源。所以,應刪除錯誤的定義附注5中的( cd = lm·m-2·sr-1)表達式,甚至對長期以來定義解讀為“流明每球面度”的光強( cd = lm·sr-1)也應好好重新考慮完善。

       

      4)無論是“自發光光源”、或者是自身不發光而靠反射或透射光的“二次光源”,只要有出射“光”,就有“光強”。公式注釋中“Фv光通量”使用了“emited(發射的)”,而術語“光通量”本身的公式注釋中“Where Qv is the luminous energy emitted, transferred or received,......”,實質相當于“光通量Фv”的“光能量Qv”卻使用了“emitted, transferred or received”,相同物理意義卻前后所用的單詞出現模糊不清甚至歧義。

       

      3.1.4建議

      1)建議理論定義由“Density of luminous flux with respect to solid angle in the specified direction.”改為“luminous flux emitting and/or transferring in a solid angle element which approached to zero and contained the specified direction at a point of a surface of a light source”(光源上的一點向指定方向上、在包含該方向且趨于零的立體角元內發射和/或轉移的光通量)。

      2)建議公式注釋由“WhereФv is the luminous flux emitted in a specified direction, andΩ is the solid angle containing that direction.”改為“Where  dФv is the luminous flux emitted and/or transferred in a specified direction, and dΩ is the solid angle element which  containing that direction.”(其中,dФv是向指定方向上發射的和/或轉移的光通量,dΩ是包含該方向的立體角元)。

      3)建議刪除定義附注5中的( cd = lm·m-2·sr-1),修改為“Note 5 to entry: The luminous intensity is expressed in candela”(注5:發光強度單位為“坎德拉”)。

       

      4)建議重新考慮完善長期以來被國際權威機構所定義使用的 cd = lm·sr-1問題,并對cd = lm·sr-1的使用條件進行限定說明或者完善。

       

      4 總結

          IEC60050.845:2020《International electrotechnical vocabulary(IEV) Part 845: Lighting》(國際電工詞匯 第845部分:照明)國際標準定義的最基礎物理量術語是全球須遵循的共識,幾乎概括了所有光學包括照明詞匯的術語定義,是非常重要的源頭國際標準,其應該準確無誤,然而該標準的上述光度學術語以及對應的輻射度、光子度學等術語都存在上述類似不妥和錯誤。此外,可能還存在其它術語的不妥和錯誤,有待后續分析探討,希望這個非常重要的光學術語國際標準能盡快完善。

       
      作者簡介
       
      李自力   廣東產品質量監督檢驗研究院
       
      1988年畢業于電子科技大學物理電子光電專業碩士研究生。擁有3年集成電路微細加工設備研發經歷,8年大型國有電光源企業研發經理和品管經理經歷,8年多個企業扭虧和新建廠的系統工程負責人經歷,10年大型照明CCC檢測實驗室主任經歷,5年廣東省市場監管局缺陷產品召回管理中心主持日常工作負責人經歷,4年IEC智能照明標準制定工作組專家經歷。
       
      多次參加國家“863”及國家“戰略性先進電子材料”重點專項評審以及多次國家CCC強制性認證照明實驗室的專項核查等。是國家科技部工信部等多個部委專家庫專家,進入廣東省委組織部高層次人才庫。
       

       

       
      【版權聲明】本網站所刊原創內容之著作權為「中國半導體照明網」網站所有,如需轉載,請注明文章來源——中國半導體照明網;如未正確注明文章來源,任何人不得以任何形式重制、復制、轉載、散布、引用、變更、播送或出版該內容之全部或局部。
       
      [ 資訊搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告訴好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 關閉窗口 ]

       
      0條 [查看全部]  相關評論

       
      推薦圖文
      點擊排行
      關于我們 | 聯系方式 | 使用協議 | 版權隱私 | 誠聘英才 | 廣告服務 | 意見反饋 | 網站地圖 | RSS訂閱
       
      免费国产又色又爽又黄刺激的视频,chinese勾搭videos外卖,扒开腿挺进湿润的花苞,卡1卡2卡3国产精品

      <menuitem id="alxhc"></menuitem>
        <ins id="alxhc"><th id="alxhc"><var id="alxhc"></var></th></ins>
        <mark id="alxhc"><var id="alxhc"></var></mark>
          <output id="alxhc"></output>

          <output id="alxhc"><nobr id="alxhc"></nobr></output>

          <sup id="alxhc"><small id="alxhc"><delect id="alxhc"></delect></small></sup>
          <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>