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输入计算

数学公式

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结果

光通量
214.09
流明(lm)
立体角 0.2141 steradians (sr)

什么是坎德拉转流明计算器?

这个工具可以把以坎德拉(cd)表示的发光强度换算为以流明(lm)表示的光通量。坎德拉衡量的是光源在某一特定方向上看起来有多亮,而流明衡量的则是光束范围内所发出的可见光总量。两者的换算取决于光束的顶角,也就是光线集中照射所形成的整个锥形张角。

如何使用

输入以坎德拉为单位的发光强度,以及以度为单位的光束顶角。计算器会返回对应的光通量(流明),并给出以球面度(sr)表示的锥形立体角。窄光束的聚光灯顶角较小,光通量更加集中;而宽光束的泛光灯则把相同的流明分散到更大的角度范围内。

公式解析

它们之间的关系为 $$\Phi_V = I_V \times \Omega$$ 其中 \(\Omega\) 是光束锥形的立体角。对于顶角为 \(\theta\) 的锥形,其立体角(以球面度计)为 $$\Omega = 2\pi\left(1 - \cos\!\left(\frac{\theta}{2}\right)\right)$$ 由于 \(\theta\) 以度为单位给出,在求余弦之前需先将其转换为弧度。

顶角为theta的点光源发出的光锥
投射到由光束顶角theta定义的圆锥上的发光强度(坎德拉)。

计算示例

以 1000 cd、顶角 30° 为例:顶角的一半为 15°,即 0.261799 弧度。\(\cos(15°) \approx 0.965926\)。于是 $$\Omega = 2\pi(1 - 0.965926) \approx 0.214094 \text{ sr}$$ 再乘以 1000 cd,得到约 214.09 流明。

常见问题

为什么需要输入顶角? 坎德拉表示的是每球面度的强度,因此要换算成总流明,就必须知道光线是在多宽的锥形范围内发出的。

哪个顶角对应各向同性(向各方向均匀发光)的光源? 360°,此时对应整个球面 \(4\pi \approx 12.566 \text{ sr}\),所以流明 = 坎德拉 \(\times\) \(4\pi\)。

这些是光度学单位,而不是辐射度学单位吗? 是的——坎德拉和流明都已按人眼的灵敏度加权,因此无需再额外引入发光效能系数。

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