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照度

照度定義

在攝影採光上,首先遇到的問題就是「光的強度」,光的強度決定了攝影時曝光量的多少。要如何來表示在離光源某個距離上,光的多寡呢?通常是以「照度」來說明,在測光領域所應用的原理,也都建立在「照度」的概念上。在討論「照度」以前,必須先界定下面兩個名詞的意義。

(a)標準光源。傳統的標準光源,是採用以鯨魚提鍊出來的油脂,來製作成一標準尺寸的蠟燭所發出的光。而現代的定義則是,將一塊一立方公分的黑色發光體(black-body radiator)加熱,直到接近溶為液體時的溫度,此時所發出光量的1/60謂之標準光源。

(b)燭光(candela)。即是以此標準光源所放射出來的光量單位,另一單位為lumen。

所謂「照度」,就是光線在一定的距離時,散佈在單位面積上的光量。依上述,所以其單位被定為「呎燭光」(footcandle),或lumen/呎2,目前也有用 lux為單位(1 lux=每平方公尺1 lumen),1 lumen/呎2=10.76lux。我們還是以「呎燭光」為單位來討論較為方便。

在測光領域常用到的有關「照度」的問題時,都牽涉到「平方反比定律」,即:

  • E = I/(D的平方)
  • E = 照度(單位:呎燭光)
  • I = 點光源亮度(單位:燭光)
  • D = 受光面距點光源的距離(單位:呎)

也就是,光源在某一距離上的照度與光源的亮度成正比,而與距離的平方成反比。所以,假設點光源的亮度為1燭光,則距離點光源1呎的地方的照度為1呎燭光;若距離增加為2呎時,此照度則變為1/4呎燭光;若增加至3呎時,此照度則變為1/9呎燭光。依此類推,光源保持不變,距離愈遠時,其照度是以平方的反比關係遞減。

注意在這個公式中,所討論的均是點光源(例如閃光燈、攝影燈泡等),若是太陽光,則視為面光源,在地球上不論是在高山上或在平地上,太陽光的照度都一樣。

以上為「平方反比定律」示意圖。表示若點光源保持不變,距離愈遠時,其照度是以平方的反比關係遞減。所以若光源在一公尺時相機的光圈為f/16時,若光源距離增為2公尺時,所需的光圈應變為f/8,不是f/11,因為此時的照度變成原來的1/4而非1/2。

一表面受到光照射時,每單位面積上入射的光通量,稱為其「照度」,單位為「勒克司」,一勒克司等於每平方公尺上有一流明的光通量:

照度(勒克司) = 光通量(流明) / 面積(平方公尺)

通常在閱讀時,適度之照明約為500勒克司。一般教室與辦公室之照明則至少約需達到300勒克司,以下為幾個代表性的照度:

烈日 100,000 lux
陰天 8,000 lux
繪圖 600 lux
閱讀 500 lux
夜間棒球場 400 lux
辦公室、教室 300 lux
路燈 5 lux
滿月 0.2 lux
星光 0.0003 lux

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