【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』，此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書(shū)共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書(shū)是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的注解。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒(méi)在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』上傳成文字版。?

第五章光度學(xué)

【山話||? 本系列專欄中的力單位達(dá)因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳；電荷的單位靜庫(kù)（1庫(kù)倫=3×10?靜庫(kù)）；電勢(shì)的單位靜伏等于300伏特。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等，但如今是不允許的，力是不能使用質(zhì)量單位的?！?

§5-2光通量

【01】光源發(fā)光時(shí)，總要消耗其他形式的能，象電燈發(fā)光時(shí)要消耗電能，煤油燈發(fā)光時(shí)要消耗化學(xué)能等等。而照射在物體上的光能，也可以轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪?，例如：日光照在物體上，可以使物體發(fā)熱，增加了物體的內(nèi)能；曬太陽(yáng)會(huì)使皮膚發(fā)黑，這是有一部分光能轉(zhuǎn)變成為化學(xué)能了。光能就是光所具有的能量，所以，光源也就是一種把其他形式的能轉(zhuǎn)變成為光能的裝置。光源發(fā)光時(shí)，不斷地向四周空間輻射出光能，設(shè)光源在t秒內(nèi)總共輻射出的光能是 A，我們就把輻射出的光能跟輻射所經(jīng)歷的時(shí)間之比叫做光源的光通量。如果在 t 秒內(nèi)通過(guò)物體某一面積的光能是 A，我們就把通過(guò)這一面積的光能跟照射時(shí)間的比叫做通過(guò)這一面積的光通量。光通量一般用 F 來(lái)表示，也就是，光通量的單位是流明。

【02】多大的光通量是 1 流明呢？為了說(shuō)明光通量的單位——流明是怎樣規(guī)定的，我們先介紹立體角這個(gè)概念。

【03】以空間任一點(diǎn) O 為球心，以 r 為半徑作一球體，再以球心 O 為頂，以球面的一部分 S 為底，截下一個(gè)圓錐體來(lái)（如圖5·2所示），這個(gè)圓錐體內(nèi)的空間，就叫做立體角 ω? 。如果所截取的球面積 S 剛好是球半徑 r 的平方倍，則這部分球面所對(duì)的立體角就規(guī)定為一個(gè)單位立體角。因?yàn)榍蛎娣e等于 4 π r2，所以整個(gè)球面所包的立體角，總等于4π個(gè)單位立體角。

【04】1 燭光的點(diǎn)光源，在單位立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量，就叫做 1 流明。發(fā)光強(qiáng)度是 1 燭光的光源，它所發(fā)出的總光通量就是 4π 流明。如果光源的發(fā)光強(qiáng)度是Ⅰ燭光，那么，這個(gè)光源所發(fā)出的總光通量就是? 流明。

例1.有一個(gè)點(diǎn)光源，發(fā)光強(qiáng)度是10燭光，如果以這個(gè)點(diǎn)光源為球心，以1米長(zhǎng)為半徑作一球面，問(wèn)在球面上多大的面積范圍內(nèi)所通過(guò)的光通量剛好是1流明？整個(gè)球面所通過(guò)的光通量又是多少流明？如是球半徑增大為2米和3米，結(jié)果又會(huì)怎樣呢？

【解】

????????根據(jù)流明的定義，1 燭光的點(diǎn)光源，在每一個(gè)單位立體角內(nèi)射出的光通量就叫做 1 流明?，F(xiàn)在球面的半徑是 1 米，在球面上取一面積 S＝r2＝1米2，則這個(gè)球面上每 1 米2的面積所對(duì)的立體角就是一個(gè)單位立體角，光源的發(fā)光強(qiáng)度是 10 燭光，它在一個(gè)單位立體角內(nèi)射出的光通量應(yīng)該是 1 流明的 10 倍，即 10 流明，也就是每 1 米2的球面上通過(guò)的光通量是 10 流明，所以，球面上每 0.1 米2通過(guò)的光通量是 1 流明。

????????由于點(diǎn)光源是置放在球心上的，通過(guò)整個(gè)球面的總光通量就是光源所射出的總光通量，所以(流明)。

????????如果球半徑增大為 2 米，則球面上每 r2＝4米2 的面積所對(duì)的立體角為 1 單位立體角，即每 4 米2的面積上所通過(guò)的光通量為 10 流明，所以這時(shí)球面上每 0.4 米2面積上所通過(guò)的光通量為 1 流明。如果球半徑增大為 3 米，則每 9 米的球面上通過(guò) 10 流明的光通量，即球面上每 0.9 米2的面積上所通過(guò)的光通量是 1 流明，從計(jì)算的結(jié)果可以看出，半徑是 1 米時(shí)，每 0.1 米2的球面上通過(guò) 1 流明的光通量；當(dāng)半徑增大到 2 米時(shí)，則每 0.4 米2的球面上通過(guò)相同的光通量；當(dāng)半徑增大到 3 米時(shí)，則每 0.9 米2的球面上通過(guò) 1 流明的光通量，即相同的立體角（從而光源射出相同的光通量）所對(duì)的球面，是隨著球半徑 r 增大成平方地增大的。圖5·3可以說(shuō)明這一點(diǎn)。

????????至于半徑增大為 2 米、3 米以后，整個(gè)球面上所通過(guò)的總光通量，仍舊應(yīng)當(dāng)?shù)扔诠庠此涑龅目偣馔?，?125.6 流明。