SIMETRUM .COM 1/683 W/sr
基準: cd
ZH-HANT|36 種語言
1 sr cd 540 THz 0.25 lx1.00 lx4.00 lx 01 m2 m SYMBOL PLATEI = 1 cd · E = I/r²K_cd = 683 lm/W CIE S 017 · SI 2019
銘牌展示了什麼

一支蠟燭在燃燒,火焰搖曳,光晕在呼吸。蠟順著蠟燭流下。向右伸出一個光錐,從球面上截出一個 1 立體弧度的立體角。上方一道 540 THz 的綠色波在奔跑。下方,照度計的標記沿導軌滑動:2 m 處 0.25 lx,1 m 處 1 lx,0.5 m 處 4 lx。錄制指示燈在閃爍。

單位頁
SI 基本單位修訂 2026-10

燭光 cd

SI 基本單位 · 量:發光強度——光源向一個方向發出的光

曾經是一支蠟燭的單位

1860 年,倫敦的煤氣公司争論谁家的煤氣更亮。為了比較燈頭,議會批準了一個標準:一支重六分之一磅、每小時燃燒 120 格令的鯨蠟蠟燭。從此煤氣燈頭的亮度用「燭」來表示。

蠟燭是個糟糕的標準:火焰會抖,燭芯會結炭,蠟也各不相同。後來,蠟燭被加熱到熔點的鉑取代,再後來被一個數取代。今天,燭光是在 540 THz 頻率上每立體弧度發出 1/683 瓦的光源的發光強度。一支普通蠟燭至今仍大約發出 1 燭光的光。

540 THz 這個頻率不是隨便選的。它是波長約 555 nm 的綠光,人眼對它最敏感。所以燭光是 SI 中唯一把人納入其中的基本單位:它量的不是光的能量,而是光看起來有多亮。

記號cd · 量 I_v
定義K_cd = 683 lm/W,540·10¹² Hz
通過其他單位1 cd = 1 lm/sr
照度E = I/r², lx
量綱J——獨立的,基本
典型值1 cd——蠟燭 · 135 cd——100 W 燈泡 · 10⁶ cd——燈塔
前往換算往歷史一節
大小寫

燭光的符號是兩個小寫字母 cd,不加點。大寫的 Cd 是鎘。這個量寫作大寫 I 加下標 v——發光強度。單位名稱用小寫:燭光。

不要混淆

發光強度和照度。燭光說的是光源在一個方向上有多亮。勒克斯說的是有多少光落在一個表面上。同一支蠟燭在 1 公尺處給出 1 lx,在 10 公尺處給出 0.01 lx。

01 · 定義
立體弧度 · 流明 · 眼睛

光源向各個方向發光,但不一定均勻。手電筒向前照,向後幾乎不照。所以發光強度要按方向分別計算:有多少光進入该方向周圍的一個小錐體。

錐體的大小用立體角來量,單位是立體弧度。1 立體弧度在半徑 1 m 的球面上截出 1 m² 的面積。以流明計的光通量除以立體角,就是發光強度。1 燭光就是每立體弧度 1 流明。

流明計光時會按人眼加以修正。輻射功率要乘以視見函數曲線 V(λ):它在 555 nm 處等於 1,向紫端和紅端下降。功率相同的紅色雷射和綠色雷射,對眼睛來說相差好幾倍,以燭光計也是如此。

Φ——光通量,lm · Ω——立體角,sr · r——距離 · θ——入射角 · V(λ)——人眼灵敏度
發光強度
Iv=dΦvdΩI_v = \dfrac{d\Phi_v}{d\Omega}
點光源的照度
E=Icos⁡θr2E = \dfrac{I\cos\theta}{r^2}
均勻光源的光通量
Φ=4πI\Phi = 4\pi I
錐體的立體角
Ω=2π(1−cos⁡α2)\Omega = 2\pi\left(1 - \cos\dfrac{\alpha}{2}\right)
與以瓦計的光的關系
Iv=683 lm/W⋅V(λ) IeI_v = 683\ \mathrm{lm/W}\cdot V(\lambda)\, I_e
J
SI 的獨立量綱
555 nm
人眼灵敏度峰值
4π sr
整個球面,12.57 sr
交互 · 光度台

有多少光照到紙上

上方是一間帶台架的暗室。左邊是光源,右邊是帶照度計的白屏。移動白屏:照度與距離的平方成反比變化。選擇光源:蠟燭、白熾燈、窄光束 LED 手電筒、燈塔。手電筒的光束可以收窄:光通量不變,發光強度增大。波長滑桿讓光源在輻射功率不變的情况下帶上顏色。琥珀色表示光,綠色表示眼睛和 V(λ) 曲線,紫色表示角度和儀器。下方有三個視圖。「距離」是照度隨 r 的變化。「眼睛」是 V(λ) 曲線和當前波長。「配光圖」是各方向的發光強度。

標記:

解釋 · 為什麼手電筒比燈泡「更亮」

把光收進窄錐

300 lm 的手電筒在光通量上比 1700 lm 的燈泡弱。但燈泡向四面八方發光,而手電筒把光收進 10° 寬的錐體裡。這樣一個錐體的立體角是 0.024 sr,光束中心的發光強度超過 10 000 cd。所以手電筒上標燭光,燈泡盒上標流明:兩樣不同的東西,而且都是實話。

02 · 換算
單位 · 光束 · 歷史上的燭

從燭光到流明、勒克斯和舊燭

輸入發光強度或光通量。第一個分頁顯示不同距離處的照度和均勻光源的光通量。第二個把手電筒的光通量按不同光束寬度換算成燭光。第三個給出歷史上各種「燭」的燭光值。

換算表

03 · 數量級 · 從指示燈到燈塔的發光強度

發光強度,cd,對數刻度

在技術中,發光強度相差上億倍:從儀表盤指示燈的千分之一燭光到燈塔的數千萬。眼睛能應付這麼大的範圍,是因為它看到的不是燭光,而是它的對數:強十倍的光源看起來只亮兩三倍。

04 · 測量儀器
本生光度計 · 分布光度計 · 輻射計 · 照度計

光要用光來比

05 · 書寫規則
cd 小寫 · 不加點

cd——兩個小寫字母

燭光的符號用小寫,數字後空一格。倍數加詞頭:kcd、mcd。發光強度不與光通量或照度混淆:各有各的單位。手電筒和車燈標的是光束中心的發光強度。

正確
I = 135 cd
LED 20 mcd
車燈 25 kcd,光束中心
1 cd = 1 lm/sr
E = 1 lx,1 m 處
燭光
錯誤
I = 135 Cd
LED 20 mCd.
車燈 25 000 lm
1 cd = 1 lm
E = 1 cd,1 m 處
燭光,蠟燭

Cd 是鎘,符號後也不加點。車燈的流明是它的光通量,不是光束裡的發光強度。燭光是每立體弧度的流明,而不只是流明。照度用勒克斯來量。單位名稱用小寫,而「燭」是 SI 不再使用的過時單位。

06 · 相鄰單位
光度學
lm
流明

1 lm = 1 cd·sr——全部光通量。

lx
勒克斯

1 lx = 1 lm/m²——表面上的光。

cd/m²
亮度

發光表面每平方公尺的發光強度。

流明
1 lm=1 cd⋅sr1\ \mathrm{lm} = 1\ \mathrm{cd\cdot sr}
勒克斯
1 lx=1 lm/m21\ \mathrm{lx} = 1\ \mathrm{lm/m^2}
亮度
L=IAcos⁡θL = \dfrac{I}{A\cos\theta}
07 · 歷史部分
檔案 · 從鯨蠟蠟燭到 683 lm/W

蠟燭怎樣變成了一個數

計量學札記

燭光依據的是一只平均的眼睛

標準觀察者的眼睛

V(λ) 曲線不是某個人的眼睛,而是 1920 年代實驗的平均值。觀察者被要求比較兩個彩色視場的亮度,由他們的回答推出一张表,國際照明委員會於 1924 年采納。每個人都有自己的曲線,色覺异常者的曲線明顯偏移。

所以測量燭光的儀器先測瓦,再按表換算。濾光片模拟 V(λ) 的光度計對白光效果很好。對藍色 LED 和窄譜線,濾光片誤差更大,這類光源要用光譜輻射計來檢驗。

右邊是兩條曲線。綠色是明視覺,峰值在 555 nm;藍色是暗視覺、暮光視覺,峰值在 507 nm。在黑暗中,藍色看起來比紅色更亮,儘管燭光並不考慮這一點。

555507λ, nm
明視覺與暗視覺
量的目錄
光與光度學 · 12 個單位頁
目錄實驗室:一杯紫甘藍汁、一個燃燒器、冷板上的一杯水和一組齒輪目錄 · 所有量都在一頁目錄入口處的實驗室一滴酸改變果汁的顏色,鹽為火焰染色,水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面,按學科和字母順序排列。開啟目錄 →
基礎 · 7 個單位

國際單位制的七個基本單位

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