荧光粉及荧光灯分析用到的单位.docx

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荧光粉及荧光灯分析用到的单位

比表面积

（specificsurfacearea,㎡/g）

1g固体所占有的总表面积为该物质的比表面积S（specificsurfacearea,㎡/g）。

固体有一定的几何外形，借通常的仪器和计算可求得其表面积。

但粉末或多孔性物质表面积的测定较困难，它们不仅具有不规则的外表面，还有复杂的内表面。

比表面积的测量，无论在科研还是工业生产中都具有十分重要的意义。

一般比表面积大、活性大的多孔物，吸附能力强。

　　根据实际需要，比表面积分为内比表面积、外比表面积、和总比表面积；通常未注明情况下粉体的比表面积是指单位质量粉体颗粒外部表面积和内部孔结构的表面积之和，单位m2/g。

粉体材料越细，表面不光滑程度越高，其比表面积越大。

由于纳米材料细度很高，一般具有比较大的比表面积；吸附剂催化剂炭黑等材料的效能与比表面积关系密切，一定效能需要一定范围的比表面要求；但并不是比表面积越大，就粉体质量越好。

例如在要求粉体球形度的情况下，粒度相当的粉体材料，比表面越大，球形程度就越差。

分析比表面积

　　比表面积是指每克物质中所有颗粒总外表面积之和，国际单位是：

m2/g，比表面积是衡量物质特性的重要参量，其大小与颗粒的粒径、形状、表面缺陷及孔结构密切相关；同时，比表面积大小对物质其它的许多物理及化学性能会产生很大影响，特别是随着颗粒粒径的变小，比表面积成为了衡量物质性能的一项非常重要参量，如目前广泛应用的纳米材料。

比表面积大小性能检测在许多的行业应用中是必须的，如石墨、电池、稀土、陶瓷、氧化铝、化工等行业及高校粉体材料的研发、生产、分析、监测环。

　　比表面积测定分析有专用的比表面积仪，分析比表面积是国际上采用的是氮吸附法，比表面积研究和相关数据报告中，只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内已逐步将其淘汰了。

孔物质或固体粉末的比表面积（单位质量物质的总表面积）是用于评价他们的活性、吸附、催化等多种性能的重要物理属性。

随着超细粉体材料和纳米材料的迅猛发展，测定比表面积的仪器已成为许多研究单位、大专院校和工厂不可缺少的重要设备。

测定比表面积的方法繁多，如邓锡克隆发射法（DensichronExamination）；溴化十六烷基三甲基铵吸附法（CTAB）；电子显微镜测定法（ElectronicMicroscopicExamination）；着色强度法（Tintstrength）；氮吸附测定法（NitrogenSurfaceArea）等。

F.Hinson通过各种方法比较认为氮吸附法是可靠、有效的较好的方法。

目前美国ASTM已将该法列在D3037内，国际标准ISO-4652已把它列为测试标准，我国已把该方法在1998年列为国家标准GB-10517。

色温

中文名称：

色温

英文名称：

colortemperature

定义1：

通过发射体发射谱形状与最佳拟合的黑体发射谱形状比较确定的温度。

应用学科：

大气科学（一级学科）；大气探测（二级学科）

定义2：

和被测辐射色度相同的全辐射体的绝对温度。

应用学科：

机械工程（一级学科）；光学仪器（二级学科）；光学仪器一般名词（三级学科）

色温（colo（u）rtemperature）是表示光源光色的尺度，单位为K（开尔文）。

色温是在摄影、录象、出版等领域具有重要应用。

光源的色温是通过对比它的色彩和理论的热黑体辐射体来确定的。

热黑体辐射体与光源的色彩相匹配时的开尔文温度就是那个光源的色温，它直接和普朗克黑体辐射定律相联系。

色温是表示光源光谱质量最通用的指标。

一般用Tc表示。

色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。

低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光”；色温提高后，能量分布集中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。

一些常用光源的色温为：

标准烛光为1930K（开尔文温度单位）；钨丝灯为2760-2900K；荧光灯为3000K；闪光灯为3800K；中午阳光为5600K；电子闪光灯为6000K；蓝天为12000-18000K。

我们知道，通常人眼所见到的光线，是由7种色光的光谱所组成。

但其中有些光线偏蓝，有些则偏红，色温就是专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法，是19世纪末由英国物理学家洛德·开尔文所创立的，他制定出了一整套色温计算法，而其具体确定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。

光源色温不同，光色也不同，带来的感觉也不相同：

<3300K

温暖（带红的白色）

稳重、温暖

3000－5000K

中间（白色）

爽快

>5000K

清凉型（带蓝的白色）

冷

色温与亮度：

高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴冷的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。

光色的对比：

在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次。

在色温上的喜好是因人而定的，这跟我们日常看到景物景色有关，例如在接近赤道的人，日常看到的平均色温是在11000K（8000K（黄昏）～17000K（中午）），所以比较喜欢高色温（看起来比较真实），相反的，在纬度较高的地区（平均色温约6000K）的人就比较喜欢低色温的（5600K或6500K），也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景，看起来就感觉偏青；相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情，您会感觉有点偏红，色温低的光偏黄，比如白炽灯、2800K左右，色温高的光偏蓝，比如紫光灯，9000K以上。

一般认为，标准白色光色温为6500K，CRT所发出的白光约为5500K，所以稍微改变三基色的混合比例，即可模拟出增减色温的效果，利用色温的原理实现的摄影、摄像、显示等设备的变化的过程称为色温效应。

色温是冷白（普通荧光灯，感觉清爽，不打瞌睡），4600-7000K

正白，3800-4600K

暖白（像阳光，偏金黄色，感觉比较温暖）色温2800K-3800K

荧光灯光谱图

几种色温的荧光灯光谱图

　　由下至上分别为2700K，4000k，6500k三种荧光灯的光谱。

色温越高，蓝光区域所占比重越大。

灯管规格:

T4、T5、T8T9T10是什么意思

T代表灯管的直径

1T=1/8"

1"=25.4mm

1T=3.175mm

T4=12.7mm

T5=16mm

T8=25.4mm

T9=28.6mm

T10=31.8mm

发光效率

解释

发光体把受激发时吸收的能量转换为光能的能力。

它是表征发光体功能的重要参量,可有三种表示方法,即功率效率（或能量效率）、光度效率（或流明效率）及量子效率。

效率

功率效率ηP

是指发光体输出的发射功率P0与输入的激发功率Pi（光功率、电子束功率、电注入功率等）之比:

ηP=P0/Pi，是一个无量纲的小于1的百分数。

因为多数发光体用于显示和照明，其功能是用人眼衡量的，但人眼只感觉可见光，且对不同波长的灵敏度也很不相同。

因此，发射光谱不同的发光体，即使它们有相同的功率效率，人眼所见的亮度也不同。

光度效率η1

要反映这样的差别可用光度效率η1，它是发光体的发光通量Ф（以流明为单位）和激发功率Pi之比，η1=φ/Pi，单位为流明／瓦。

（流明（LM）是光通量的单位，它表示单位时间辐射光能量的多少,“流明”是衡量来自光源（光源为投影机）的可视光能的单位。

该光能必须为人眼所感知。

许多制造商，包括富可视在内，选择ANSI流明值作为标准度量单位。

ANSI流明值标准是通过在屏幕上取9个截然不同的点值，取其平均值而得出。

我们必须使用质量可靠的流明值测量仪，并投射出一个工业标准的“白色”图象，才能计算出某一个投影机的流明值。

）

显然，如已知发光体的发射光谱，则功率效率与光度效率可以相互换算。

量子效率ηq

　　在对发光体的基础研究中，尤其对于光致发光及注入式电致发光体，常用量子效率ηq表征发光效率。

量子效率是指发光体发射的光子数N0与激发时吸收的光子数或注入的电子（空穴）数Ni之比:

ηq=N0/Ni，是一个无量纲的数值。

对于光致发光材料，当激发与发射均为单色光或接近单色光时，量子效率与功率效率可以通过表式

换算

　　λ0、λi各为发射及激发光的波长。

由于斯托克斯位移，常有ηq≥ηp的关系。

发光效率还可分为外部效率及内部效率；外部效率只考虑输出的光能与投向发光体的光能或电能之比，而且是吸收的能量转化为光能的纯转化效率。

输入光由于反射和再吸收受到损失，因此，外部效率总是小于（或接近于）内部效率，后者才是反映能量转换过程的真实参数。

发光效率的大小反映发光体内部能量激发、能量传递、复合发光以及无辐射复合过程的总效果，它与发光体的成分、发光中心的种类及浓度、共激活剂的选择、有害杂质（猝灭中心）的控制以及发光晶体的完整性，甚至与具体的工艺过程有关。

下表列出几类实用发光体光度效率的参考值：

日光灯的发光效率

在发光的同时还会有大量的热能产生，这是我们所不希望要的，而热量的长期存在会减少灯泡的寿命，从这个角度来说它的真正使用目的发光就只用了30%，热能超过了我们所需的光能，热能减少了它的使用寿命，所以提倡使用LED照明，它是一种光能远大于热能的器件，所以是环保器件，减少了电的浪费。

LED是什么

LightEmittingDiode,即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。

LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

LED发光原理及特点:

LED（LightEmittingDiode）,即发光二极管。

是一种半导固体发光器件。

它是利用固体半导体芯片作为发光材料。

当两端加上正向电压，直接发出红、黄、绿、青、橙、紫、白色的光。

多变幻：

LED光源可利用LED通电时间短和红、绿、蓝三基色原理，在计算机技术控制下实现色彩和图案的多变化，是一种可随意控制的“动态光源”。

寿命长：

LED光源无灯丝、工作电压低，使用寿命可达5万到10万小时，也就是5年到10年时间。

利环保：

生产中无有害元素、使用中不发出有害物质、无辐射。

高新尖：

与传统光源比，LED光源融合了计算机、网络、嵌入式等高新技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。

LED为何寿命长:

白炽灯的发光机理是电能将发光钨丝进行加热而发光的，经过相当长时间的加热，钨丝就会老化甚至烧断，至此，白炽灯泡的寿命也就此告终了，而发光二极管的发光机理是由二极管特殊的组成结构决定的，二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成，当在电极上加上正向偏压之后，使电子和空穴分别注入P区和N区，当非平衡少数载流子和多数载流子复合时，就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。

其发光过程包括三个部分：

正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。

由此可见二极管主要是靠载流子的不断移动而发光的，不存在老化和烧断的现象，其特殊的发光机理决定了它的发光寿命长达5-10万个小时。

LED（Light-Emitting-Diode中文意思为发光二极管）是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光[/color]。

据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。

LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，其发光效率可达80～90%。

将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比，结果显示：

普通白炽灯的光效为12lm／W，寿命小于2000小时，螺旋节能灯的光效为60lm／W，寿命小于8000小时，T5荧光灯则为96lm／W，寿命大约为10000小时，而直径为5毫米的白光LED为20～28lm／W，寿命可大于100000小时。

有人还预测，未来的LED寿命上限将无穷大。

与传统灯泡比起来，LED的优越之处在于：

·点亮无延迟，响应时间更快，传统玻壳灯泡则有0.3秒的延迟，防止追尾

·更强的抗震性能

·发光纯度高，无需灯罩滤光，光波长误差在10纳米以内

·发光热量很小，对灯具材料的耐热性要求不是很高

·光束集中，更易于控制，且不需要用反射器聚光，有利于减小灯具的深度

·耗电量低，达到传统灯泡同等的发光亮度时，耗电量仅为传统灯泡的6%，省电节油

·超长寿命，无灯丝结构不发热，正常使用在6年以上

LED的MCD数是什么意思

有关LED的“亮度”单位：

mcd

描述光的常用物理量有4个，它们是：

1、发光强度，为一光源在给定方向上的发光强度，单位candela，即坎德拉，简称坎、cd。

有人仍然用烛光来表示发光强度，那太老了，要知道1940年（又一说1948年）已经采用新烛光了，只不过“烛”＝candle罢了。

1968年以后烛光被废除。

2、光通量，光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量，单位流明，lm

3、光照度，1lm（流明）的光通量均匀分布在1m2表面上所产生的光照度，单位勒克斯，lx

4、亮度，单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流，单位尼特，nt

衡量手电筒和LED一般用发光强度，但早期的LED“亮度”低，因此都用毫cd来衡量，即mcd，后来出来了上千、上万mcd的，单位也不改了，因此10000mcd＝10cd。

同样管芯的LED，5mm的mcd值就没有10mm的mcd值大（我这里避免使用亮度一词，因为意义太容易模糊了），原因是10mm的聚焦好、光点小。

实际它们发出的光通量显然是一样的。

衡量发光效率的一个指标，就是每瓦的电功率可以发出多少流明的光通量，理论极限是683流明（而且需要是0.54微米波长的黄绿色光）。

白炽灯是每瓦10流明左右，好的白色LED应该可以达到200流明以上。

白色的LED，本来就是篮色的LED，在管芯周围加上了荧光粉。

因此，看看白色LED的发射谱线，有两个峰值。

弄不好偏篮是很自然的。

亮度是光特性，瓦数是电特性。

瓦数是描述LED发出的可见不可见光所有电磁波的功率的单位，流明专指可见光的功率单位，所以发光效率是指LED发出的可见光的流明数与所有电磁波的瓦数之比。

单位立体角内的流明数就是光强，单位堪德拉。

一般说LED的光强是指光强的最大值，为更好的说明发光特性，还有一个技术参数扩散角。

单位面积的堪德拉数就是亮度，单位堪德拉每平方米，也称为尼特。

亮度是光特性，瓦数是电特性。

W数跟亮度没有关系.

如1W大功率白光,我们的是13--18流明,而美国的是25流明.只不过看谁的电能转换成光能多一些而已.LED省电的原因在于它的电能转换于光能高于其它发光材料.因之而节能.

白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明/瓦、荧光灯50-70流明/瓦钠灯90-140流明/瓦,LED:

50-165流明/瓦

亮度的单位

在cd/m2（烛光/平方米）、勒克斯（LUX）和fL（foot-Lamberts英尺朗伯）之间如何进行转换？

答：

（1）当光源照射在一个物体上时，我们可以测出哪是光源发射的（Lumvnance―亮度）或哪是物体反射的（Illuminance―照度）。

（2）照度取决于物体的反射特性。

它非常类似于照片，它测量的仅仅是反射光。

它通用的单位是勒克斯。

（3）然而，EL灯是一个光源：

它应当用亮度单位来表示，也就是fL（英尺朗伯）或cd/m2，也称为“nits”。

有些工程师更倾向于用fL，而国际标准组织常用nits。

nits与fL转换的公式为：

1nits×0.2919=1fL；和1fL×3.426=1nits[注；这些因数由pi（π）和m2/ft2（0.0929）导出。

（4）很明显，用勒克斯是一个不正确的单位，从勒克斯也不能转换成其它单位。

1Lux=1lumenpersquaremeter=0.0929footcandle1footcandle=1lumenpersquarefoot=10.764Lux1footLambert=3.426candelaspersquaremeter（nit）1nit（candelaspersquaremeter）=0.2919footLambert

光通量

光通量（Luminousflux）：

即一光源所放射出光能量的速率或光的流动速率（Flowarte），为说明光源发光的能力的基本量，单位为流明（Lumen）。

例如一个100瓦（W）的灯泡可产生1,750lm，而一支40W冷白日光灯管则可产生3,150lm的光通量。

根据定义，1lm为发光强度（l）1cd的均匀点光源在1球面度立体角内发出的光通量。

发光强度

发光强度（Luminousintensity,Candlepower）：

发光强度简称光度，系指从光源一个立体角（单位为sr）所放射出来的光通量，也就是光源或照明灯具所发出的光通量在空间选定方向上分布密度，单位为烛光（CandleorCandela,cd）。

发光强度为1cd的光源可放射出12.57lm的光通量。

照度照度（luminance）：

受照平面上接受光通量的密度，可用每一单位面积的光通量来测量。

1lm的光通量均匀分布在1平方公尺（m2）的表面，即产生1勒克斯（Lux,lx）的照度；1lm的光通量落在1平方英尺（ft2）的表面，其照度值为1尺烛光（Footcandle,fc）。

辉度亮度辉度或亮度（luminance,Brightness）：

当人眼目视某物所看到的，可以两种方式表达：

一用于较高发光值者如光源或灯具，直接以其发光强度来表示；另一则用于本身不发光只反射光线者如：

室内表面或一般物体，以亮度表示。

亮度即被照物每单位面积在某一方向上所发出或反射的发光强度，用以显示被照物的明暗差异，公制单位为烛光/平方公尺（Candela/m2,cd/m2）或尼特（nit），英制单位为英尺朗伯（Footlambert,fl）。

反射率反射率（Reflectanceorreflectionfactor）：

某表面的亮度取决于落于其上的光量与该表面所能反射光线的能力；其所能反射的光的多寡与分布形式则取决于该材料表面的性质，以反射光与入射光的比值来表示，称为该材料表面的反射比或反射率（%）。

完美的黑色表面的反射比为0，亦即无论多少光落于其上皆无亮度产生而全被吸收；反之，完美白色表面的反射比为1（反射率100%，吸收率0%）。

反射比的测量，首先，将照度计置于物体表面读出其表面照度值Ei（Incidentlight），再将照度值置于其上5-8cm（感光部分朝该表面且确定无阴影遮挡），即可测出其所反射的照度值Er（Reflectedlight），表面照度除反射照度所得之商即为该材料表面的反射比

光通量：

符号Φ，单位流明Lm，说明发光体每秒种所发出的光量之总和，即光通量光强：

符号I，单位坎德拉cd，说明发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量照度：

符号E，单位勒克斯Lm/m2，说明发光体照射在被照物体单位面积上的光通量亮度：

符号L，单位尼脱cd/m2，说明发光体在特定方向单位立体角单位面积内的光通量光效：

单位每瓦流明Lm/w，说明电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示。

显色指数

光源对物体的显色能力称为显色性，是通过与同色温的参考或基准光源（白炽灯或画光）下物体外观颜色的比较。

光所发射的光谱内容决定光源的光色，但同样光色可由许多，少数甚至仅仅两个单色的光波纵使而成，对各个颜色的显色性亦大不相同。

相同光色的光源会有相异的光谱组成，光谱组成较广的光源较有可能提供较佳的显色品质。

当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差（colorshift）。

色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。

演色指数系数（Kaufman）仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。

显色分两种

忠实显色

　　能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数（Ra）高的光源，其数值接近100，显色性最好。

效果显色

　　要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。

采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。

显色指数与显色性的关系

　　当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的colorshift.色差程度越大，光源对该色的显色性越差。

演色指数系数（Kaufman）仍为目前定义光源显色性评价的普遍方法。

　　白炽灯的显色指数定义为100，视为理想的基准光源。

此系统以8种彩度中等的标准色样来检验，比较在测试光源下与在同色温的基准下此8色的偏离（Deviation）程度，以测量该光源的显色指数，取平均偏差值Ra20-100，以100为最高，平均色差越大，Ra值越低。

低于20的光源通常不适于一般用途。

　　指数（Ra）等级显色性一般应用

　　90-1001A优良需要色彩精确对比的场所

　　80-891B需要色彩正确判断的场所

　　60-792普通需要中等显色性的场所

　　40-593对显色性的要求较低，色差较小的场所

20-394较差对显色性无具体要求的场所

日光的显色指数是100，白炽灯也是100，节能灯是80-90，led是70-90。

显色指数越低，肉眼看来颜色越失真。

　　白炽灯的理论显色指数为100，但实际生活中的白炽灯种类繁多，应用也不同，所以其Ra值不是完全一致的。

只能说是接近100，是显色性最好的灯具。

具体灯具的Ra值可见下表所举。

　　光源显色指数Ra

　　白炽灯97

　　日光色荧光灯80-94

　　白色荧光灯75-85

　　暖白色荧光灯80-90

　　卤钨灯95-99

　　高压汞灯22-51

　　高压钠灯20-30

　　金属卤化物灯60-65

　　钠铊铟灯60-65

镝灯85以上

照明学中的显色指数Ra是怎样定义的，怎样测量Ra

是指显色指数，用积分球可以测试出来

显色指数，就是一光源（设它亮度为100）的光照到某颜色（见后）上的反射光（色坐标与亮度），与此颜色在同色温的太阳光（亮度也为100）照射下的反射光（色坐标与亮度）相比较。

如果一样，显色指数为100，差异大则显色指数小。

显色指数的测量方法，要先测出它的光谱，然后（用程序）计算出。

显色性指数用的颜色，是国际照明协会CIE规定的14种颜色，中国又加上亚洲妇女肤色，变15种。

分别标记为R1、R2、R3......R14、R15。

Ra，是前8个的平均值。

这8种颜色是最常见的颜色。

CIE用于显色指数计算的色试样

序号孟塞尔标号反射比%日光下的颜色

17.5R6/430.05淡灰红色

25Y6/430.05暗灰黄色

35GY6/830.05饱和黄绿色

42.5G6/630.05中等黄绿色

510BG6/430.05淡蓝绿色

65PB6/830.05淡蓝色

72.5P6/830.05淡紫蓝色

810P6/830.05淡红紫色

94.5R4/1312.00饱和红色

105Y8/1059.10饱和黄色

114.5G5/819.77饱和绿色

123PB3/116.56