발광 에너지

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1. 개요
2. 정의
- 2.1. 수식 표현
- 2.2. 물리적 의미
3. 측정 및 단위
- 3.1. 국제단위계 (SI)
4. 활용
참조

1. 개요

광도 에너지는 인간이 느끼는 빛의 양을 나타내는 심리 물리량으로, 광속을 시간에 대해 적분하여 정의된다. 국제단위계(SI)에서는 루멘·초(lm·s)를 단위로 사용하며, 에너지라는 이름이 붙지만 엄밀히 말하면 에너지는 아니다. 광도 에너지는 복사 에너지와 분광 시감 효율을 이용하여 관련되며, 조명, 디스플레이 등 다양한 광학 분야에서 활용된다.

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발광 에너지

2. 정의

'''광도 에너지'''는 인간이 느끼는 빛의 양을 나타내는 심리 물리량 중 하나로, 광속을 시간에 대해 적분한 값이다. 에너지라는 이름이 붙었지만, 줄(J) 단위를 사용하지 않아 엄밀히 말하면 에너지가 아니다. 이는 빛의 파장 성분마다 시감도라는 계수를 곱한 값으로, 망막에 흡수되는 에너지와는 다르기 때문이다. 하지만 방사에서의 방사 에너지에 대응하는 개념이기에 편의상 광도 에너지라고 부른다.

2. 1. 수식 표현

광도 에너지(

Q_\mathrm v

)는 복사 에너지(

Q_\mathrm e

)와 다음과 같은 식으로 관련되어 있다.

Q_\mathrm v = 683.002\ \mathrm{lm/W} \cdot \int^\infin_0 Q_\mathrm e(\lambda) \overline{y}(\lambda) \, \mathrm d\lambda.

여기서

\lambda

는 빛의 파장이고,

\overline{y}(\lambda)

는 눈의 다양한 파장에 대한 감도를 나타내는 분광 시감 효율이다.

발광 에너지는 주어진 시간 동안 적분된 광속이다.

Q_\mathrm{v} = \int_{0}^{T} \mathit{\Phi_\mathrm{v}}(t) \, \mathrm{d}t

t_1

부터

t_2

까지의 광량은 다음 식으로 나타낸다.

Q=\int_{t_1}^{t_2} {\Phi}_t dt

${\Phi}$	광속 [lm]

2. 2. 물리적 의미

발광 에너지

Q_\mathrm v

는 복사 에너지

Q_\mathrm e

와 다음과 같이 관련되어 있다.

Q_\mathrm v = 683.002\ \mathrm{lm/W} \cdot \int^\infin_0 Q_\mathrm e(\lambda) \overline{y}(\lambda) \, \mathrm d\lambda.

여기서

\lambda

는 빛의 파장이고,

\overline{y}(\lambda)

는 눈의 다양한 파장에 대한 감도를 나타내는 분광 시감 효율이다.

발광 에너지는 주어진 시간 동안 적분된 광속이다.

Q_\mathrm{v} = \int_{0}^{T} \mathit{\Phi_\mathrm{v}}(t) \, \mathrm{d}t

광도 에너지는 인간이 느끼는 양을 나타내는 심리 물리량 중 하나이며, 광속의 시간 적분으로 표시된다.

t_1

부터

t_2

까지의 광량은 다음 식으로 나타낸다.

Q=\int_{t_1}^{t_2} {\Phi}_t dt

${\Phi}$	광속 (lm)

에너지라는 이름이 붙어 있지만, 단위는 줄(J)이 아니다. 즉, 엄밀히 말하면 광도 에너지는 에너지가 아니다. 이는 광속과 마찬가지로 빛의 파장 성분마다 시감도라고 불리는 계수를 곱한 값이며, 망막 흡수 에너지와 일치하지 않기 때문이다.

그러나 방사에서의 방사 에너지에 대응하는 개념이므로 편의상 광도 에너지라고 불린다.

3. 측정 및 단위

발광 에너지( $Q_\mathrm v$ )는 복사 에너지( $Q_\mathrm e$ )와 관련이 있으며, 눈의 분광 시감 효율( $\overline{y}(\lambda)$ )을 고려하여 다음의 식으로 계산된다.

: $Q_\mathrm v = 683.002\ \mathrm{lm/W} \cdot \int^\infin_0 Q_\mathrm e(\lambda) \overline{y}(\lambda) \, \mathrm d\lambda.$

발광 에너지는 주어진 시간 동안 적분된 광속으로 나타낼 수 있다.

: $Q_\mathrm{v} = \int_{0}^{T} \mathit{\Phi_\mathrm{v}}(t) \, \mathrm{d}t$

광도 에너지는 주로 탈보트(talbot, T) 또는 루멘 초 (lm·s) 단위로 측정된다.

3. 1. 국제단위계 (SI)

광도 에너지는 국제 단위계(SI)에서 파생된 단위인 루멘·초(lm·s)를 사용하여 측정한다. 이는 방사 에너지에 해당한다.

SI의 빛의 단위
측광량	SI 단위		비고
측광량	명칭	기호	비고
광 에너지	루멘·초	lm⋅s	방사 에너지
광속	루멘(또는 칸델라·스테라디안)	lm	방사량에서의 방사속
광도	칸델라	cd	방사량에서의 방사 강도
휘도	칸델라 매제곱미터	cd/m²	방사량에서의 방사 휘도
조도	룩스 (또는 루멘 매 제곱미터)	lx	방사량에서의 방사 조도
광속 발산도	룩스(또는 루멘 매 제곱미터)	lx	방사량에서의 방사 발산도
시감 효율	루멘 매와트	lm/W
발광 효율	루멘 매 와트	lm/W	램프 효율이라고도 함

4. 활용

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