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SI 2019 基礎 · 燈盒上的那個數
ZH-HANT 36 種語言
Symbol plate SI-D-15 lm 兩個字母都小寫別和勒克斯弄混
單位檔案 導出單位 · 光通量 第 1 / 1 頁 · 修訂 2026-08

流明

國際單位制導出單位 · 量:光通量

符號 lm · лм
用 SI 單位表示 cd·sr
經由基本單位 cd
發光效率的極限 683 lm/W
名稱確定 IEC 1889 · CGPM 1948
已完成譯本 36 / 36
換算成燭光與瓦 多少流明代替多少瓦
01 · 定義

流明是發光強度為一燭光的光源在一球面度立體角內發出的光通量。這個量描述光源向外給出的全部光,與它朝哪個方向照無關。

正是流明在燈的包裝上取代了瓦,因為發光二極體讓功率變成了毫無意義的亮度尺度:六十瓦的白熾燈和八瓦的發光二極體給出同樣的八百流明。要完整地量出通量,必須把各個方向的光都收集起來——向各方向均勻發光的光源發射在四π球面度之內,也就是說,它的流明數是其發光強度燭光數的 12.57 倍。發光強度相同但光束很窄的投光燈,通量要小上幾十倍,而單憑包裝上的一個數字,你無法把它和普通燈泡區分開。

瓦說的是設備吃掉多少,流明說的是它給出多少光。蘇聯時代八十瓦的燈比今天十瓦的還暗:功率在長,發光效率卻原地踏步。

形式上
1 lm = 1 cd·sr    Φ = 4π I    K = ΦP一流明等於一燭光每球面度;向各方向均勻發光的光源,其通量等於發光強度乘以四π;發光效率等於通量除以所耗功率
四π這個因子只對各方向均勻發光成立
800
流明代替 60 瓦
12.57
每燭光多少流明,若朝各個方向
13 lm/W
白熾燈的效率
通量相同,角度不同——發光強度就不同 794 lm
電源 螢幕 到牆三公尺 120°
通量不變,變的只是角度 半球:光向前也向兩側
磁通 角度
253 cd
發光強度
28.1 lx
三公尺處的牆上
比牆還寬
光斑直徑
黃昏:眼睛看得見輪廓,顏色卻幾乎分不出
燈絲 光暈 流明每瓦
為流明每瓦奮鬥的一百年

白熾燈每瓦約給十三流明,鹵素燈二十,日光燈六十,今天的發光二極體一百二十到兩百。顯色可接受的白光,理論上限在三百左右;而絕對上限,對單色綠光而言,是 683 流明每瓦——這已經不是技術限制,而是燭光的定義。白熾燈與發光二極體的差別解釋起來很簡單:熾熱的燈絲幾乎把全部能量輻射到紅外去了,而眼睛根本看不見紅外。

標度的上端是太陽:3.6·10²⁸ 流明。其中正午能到達地面的約十萬勒克斯,沒有哪盞燈敢與之爭。

02 · 換算

輸入磁通——檔案會把它按單位拆開

換算成燭光只有在對立體角作出說明後才可能,因此表格按各方向均勻發光計算。最後一行的瓦不是燈的功率,而是視效函數極大值波長處的輻射通量。

800 lm 2700 K CRI 90 盒子上的三個數 通量、色調、演色性

只看流明還不足以挑燈:通量相同的兩個光源,色溫和演色性指數可以完全不同。兩千七百 K 給出白熾燈那種溫暖的黃光,六千 K 給出冷的日光;演色性指數低於八十,意味著房間裡的顏色會失真,食物和皮膚看上去都不自然。歐洲的能效標籤要求包裝上三個數字齊全,但人們通常只看得見通量。

換算表
800 lm = 800 lm
單位名稱數值常見於何處
lm 流明,國際單位制單位 800 流明,國際單位制單位
klm 千流明 0.8 千流明
Mlm 兆流明 0 兆流明
mlm 毫流明 800000 毫流明
cd·sr 燭光每球面度——完全一樣 800 燭光每球面度——完全一樣
lm·h 流明小時:光量,通量乘以燃點時間 800 流明小時:光量,通量乘以燃點時間
W(LED) 發光二極體的瓦:為這些通量要吃掉多少 5.71 發光二極體的瓦:為這些通量要吃掉多少
W(inc) 白熾燈的瓦——上個世紀留下的習慣 61.5 白熾燈的瓦——上個世紀留下的習慣
HK 赫夫納燭:德國的乙酸戊酯標準 88.9 赫夫納燭:德國的乙酸戊酯標準
白熾燈
61.1 W
發光二極體
5.67 W
夠照亮什麼
794 lm · 120° · 253 cd

四π這個因子只對各方向均勻發光成立。

03 · 數量級
從指示燈到燈塔

幾百到幾千:房間燈、檯燈、汽車頭燈

794 lm
換成發光二極體就是 5.67 W · 八百流明的燈
0.01 lm
1 lm
100 lm
10 klm
1 Mlm
100 Mlm
04 · 測量儀器

用什麼量光通量

積分球 · 分佈光度計 · 光譜輻射計 · 標準燈
光在球面上被平均
積分球

內壁塗成白色漫反射層的空心球:裡面燈的光被反射上千次,球壁上的照度便與總通量成正比,而與燈原本朝哪兒照無關。這是燈具認證的標準儀器,直徑從二十公分到三公尺。

偵測器繞著光源走
分佈光度計

偵測器沿著球面緩慢繞光源一周,記錄每個方向上的發光強度;通量由積分得出。量測要花上幾個小時,換來的是完整的配光曲線——沒有它就沒法設計燈具。

用光譜代替一個數
光譜輻射計

它把光分解成光譜,再用視效函數為每個波長加權。對譜線很窄的光源——發光二極體和氣體放電燈,普通光度計的濾光片與視效函數吻合得不夠準——這是唯一能不帶系統誤差量出通量的辦法。

流明的定義本身就藏著一條視效函數——眼睛的平均靈敏度,是 1920 年代在幾十位觀察者身上量出來的。所以包裝上寫著同一個數字的兩盞燈,看起來可能並不一樣:通量相等,光譜不同。

有標準出具證書的燈
標準燈

一隻特意挑選、用穩定電流點亮的白熾燈,其通量由國家研究機構出具證書。人們用它校正積分球和光度計,而它自己也會老化:標稱壽命以幾十個燃點小時計,之後必須重新校驗。

05 · 書寫規則

兩個字母都小寫,別和勒克斯弄混

單位符號是兩個小寫拉丁字母 lm,用正體。名稱來自拉丁文 lumen——光,所以其中沒有大寫字母。漢語中數詞後不變形:八百流明。

正確
800 lm
1500 lm
120 lm/W
錯誤
800 Lm
燈的 800 lx
1500 流明

這個量的符號是斜體希臘字母 Φ。流明描述光源,勒克斯描述被照面:給一盞燈標上勒克斯,就是不說距離,也就等於什麼都沒說。手電筒和投光燈的廠商喜歡標「ANSI 流明」——按美國方法、在規定預熱時間下量得的通量;流明還是那個流明,只是測試條件寫明了,正因如此數字才可比。另有一個陷阱:「二極體出光口的流明」與「燈具射出的流明」不是一回事——擴散罩和反射器要吃掉一成到三成。

投影機上寫的是「ANSI 流明」:還是同一個流明,只是按標準方法、在銀幕上取九點量出。沒有 ANSI 字樣的數字不值得互相比較——廠商愛怎麼量就怎麼量。

06 · 相鄰單位

流明站在燭光和勒克斯之間:燭光說光源朝一個方向照得多亮,流明說它一共給出多少光,勒克斯說其中有多少落到了面上。

cd
燭光
該方向上的發光強度
lm
流明
光源的全部通量
lx
勒克斯
落到面上的那部分
Φ = I Ω    Ω = 2π(1-cosα2)    Kmax = 683 lmW通量等於發光強度乘以立體角;圓錐的立體角由其張角的一半表示;最大發光效率為 555 奈米波長處的 683 流明每瓦

Simetrium 的檔案中 與流明相鄰 燭光立體弧度 出自定義的, 勒克斯 作為單位面積上的通量, 英尺燭光 在英美的做法裡,還有 瓦特,光通量正是靠視效函數繫在它上面的。

07 · 歷史部分

從蠟燭到盒子上的數字

檔案 · 1884 → 2021
德國 · 1884
HK
赫夫納燭

德國的標準曾是赫夫納燈,它用直徑嚴格規定的燈芯燃燒乙酸戊酯。它給出的約為新燭光的十分之九,但受空氣濕度和氣壓影響之大,結果必須換算到標準條件。

1 HK ≈ 0.903 cd
巴黎 · 1889
lm
通量的單位

國際電工大會把流明與勒克斯、輻透一同引入。名稱取自拉丁文 lumen——光;同一個詞根在光學裡也用,那裡的 lumen 指管子的內腔。

與它並存的還有一個光量單位——流明小時,即通量乘以燃點時間。煤氣燈和煤油燈的消耗就是這樣算的:不是亮度,而是一盞燈一晚上共給出了多少光。

照明技術走向公制
烏布利希 · 1900
怎樣一次量出全部的光

理查·烏布利希提出了一個內壁漫反射的空心球,光在其中反覆反射,直到完全失去方向。原本需要沿球面繞光源一圈才能完成的通量量測,從此只剩下一次讀數。

這台儀器至今還在每一間實驗室裡
歐盟 · 2021
用 lm 代替 W
包裝上的流明

歐洲標籤要求把光通量印得比功率還大:當發光二極體每瓦能給出六倍的光時,瓦數就再也說明不了亮度。買燈的人不得不記住一個新數字——八百流明,而不是習慣了的六十瓦。

能效標度重新算過了
赫夫納燈:乙酸戊酯,八公釐燈芯,火焰恰好四十——二十年間的光的標準
計量學札記

683 這個數,是一支蠟燭留下的

燭光定義中的係數 683 流明每瓦看起來是隨手定的——它確實是隨手定的。1979 年這樣選,是為了讓新的燭光盡量精確地與舊燭光重合,而舊燭光是用鉑在凝固溫度下的輻射定義的,那個定義本身又是照著更早的蠟燭調出來的。每一步都保住了銜接,於是在國際單位制一個單位的基本定義裡,至今住著一根燈芯和乙酸戊酯的記憶。2019 年起流明與瓦精確相連:這個係數被宣布為常數,像光速或電子電荷一樣。但精確的只有與 540 太赫茲單色輻射之間的關係——對任何真實光源,通量都要把光譜按視效函數加權算出,而視效函數描述的是一個平均觀察者,自然界裡並不存在這樣的人。光度學的精度極限由此而來:最好的國家標準複現流明的不確定度約為千分之二——比電學單位差五個數量級。

這 683 是 555 奈米單色光的最大值,那正是眼睛最靈敏的地方。白光的上限要低些,約 350 流明每瓦:光譜中有一部分是白所必需的,眼睛卻幾乎看不見。

在球裡光失去方向——儀器只看到總通量
目錄 · 計量單位

每個量都有一份檔案

七個國際單位制基本單位、二十二個有專名的導出單位,以及工程和日常都離不開的非國際制單位。每個單位一頁:定義、換算、儀器、書寫規則。共 36 種語言。

7
基本
22
導出
36
種語言

有專名的 SI 導出單位

流明的名片已打開

SI 基本單位

琥珀色的是燭光——流明由它構成
m
長度
kg
公斤
質量
s
時間
A
安培
電流
K
克耳文
溫度
mol
莫耳
物質的量
cd
燭光
發光強度

光通量的其他寫法

Gs
高斯,CGS,10⁻⁴ T
kGs
千高斯
γ
伽馬 = 納特斯拉
Oe
奧斯特,CGS 裡的磁場強度
Wb/m²
每平方米韋伯 = 特斯拉
T
特斯拉——SI 單位
本檔案的其他語言版本
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全部 36 種語言

檔案語言

36 種語言。符號 lm 是國際通用的,對色溫的習慣卻不是:北歐和美洲喜歡 2700 K 的暖光,亞洲喜歡冷的日光,譯文中的建議照顧了各地的習慣。

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