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'''光度'''（luminosity）是辐射[[电磁功率]]（光）的绝对[[度量]]，亦即发光物体随时间发出的[[辐射功率]]<ref>{{Cite news|url=https://www.britannica.com/science/luminosity|title=Luminosity {{!}} astronomy|work=Encyclopedia Britannica|access-date=24 June 2018|language=en|archive-date=2023-06-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20230622141305/https://www.britannica.com/science/luminosity|dead-url=no}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://en.mimi.hu/astronomy/luminosity.html|title=* Luminosity (Astronomy) - Definition,meaning - Online Encyclopedia|website=en.mimi.hu|access-date=24 June 2018|archive-date=2023-05-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20230520003101/https://en.mimi.hu/astronomy/luminosity.html|dead-url=no}}</ref>。在[[天文学]]中，光度是恒星、星系或其他天体在单位时间内发出[[电磁能量]]的总量<ref>{{cite book |last=Hopkins |first=Jeanne |title=Glossary of Astronomy and Astrophysics |url=https://archive.org/details/glossaryofastron0000hopk_l5e2 |edition=2nd |publisher=[[The University of Chicago Press]] |date=1980 |isbn=978-0-226-35171-1}}</ref><ref>{{cite book |last1=Morison |first1=Ian |title=Introduction to Astronomy and Cosmology |date=2013 |publisher=Wiley |isbn=978-1-118-68152-7|url=https://books.google.com/books?id=Fh_yo8Jv7t8C&pg=PT193|page=193}}</ref>；在科學的不同領域中有不同的意義。

== 光度學 ==
[[Image:Luminosity.png|thumb|right|400px|黑色曲线为亮适应光度函数曲线，绿色曲线为暗适应光度函数曲线。实线为CIE 1931标准。断续线为1978年修正数据。点线为2005年修正数据。横坐标单位为nm。]]
在[[光度学]]（photometry）中，光度（luminosity）经常与[[亮度]]（luminance）弄混。亮度是光源在给定方向上单位面积单位立体角内所发出的的[[光通量]]<ref>{{cite book |author1=张以谟 |author2=张红霞 |author3=贾大功 |title=应用光学 |date=2015年4月 |publisher=电子工业出版社 |location=中国北京 |isbn=978-7-121-25146-7 |page=110 |edition=4 版}}</ref>，单位是[[坎德拉每平方米|尼特]]。光度并不是一个物理量，这个词用于[[光度函数]]。

光度也指[[发光强度]]（luminous intensity）。

人眼能相当精确地判断两种[[颜色]]的光亮暗感觉是否相同。所以为了确定眼睛的光谱响应，可将各种波长的光引起亮暗感觉所需的辐射通量进行比较。在较明亮环境中人的视觉对波长为555.016nm的绿色光最为敏感。设任意波长为<math>\lambda</math>的光和波长为555.016nm的光产生同样亮暗感觉所需的辐射通量分别为<math>\Psi_{555.016}</math>和<math>\Psi_{\lambda}</math>，把后者和前者之比
:<math>V(\lambda)=\frac{\Psi_{555.016}}{\Psi_{\lambda}}</math>
叫做光度函数（luminosity function）或视见函数（visual sensitivity function）。例如，实验表明，1mW的555.0nm绿光与2.5W的400.0nm紫光引起的亮暗感觉相同。于是在400.0nm的光度[[函数值]]为
:<math>V(400.0nm)=\frac{10^{-3}}{2.5}=0.0004.</math>

衡量[[光通量]]的大小，要以光度函数为权重把[[辐射通量]]折合成对人眼的有效数量。对波长为<math>\lambda</math>的光，辐射强度为<math>\psi(\lambda)</math>，光通量为<math>\Phi_v</math>，则有
:<math>\Phi_v=K_{max} \int V(\lambda)\psi(\lambda)d\lambda</math>
式中<math>K_{max}</math>是波长为555.016nm的光功当量，也叫做最大光功当量，其值为683 lm/W。

== 天文學 ==
在[[天文學]]中，光度（luminosity）是物體每單位時間內輻射出的總能量，即[[辐射通量]]，在[[國際單位制]]是[[瓦特]]（Watt），在[[厘米克秒制]]中是“[[爾格]]/秒”，天文学常以[[太陽光度]]來表示。<math>L_{\bigodot}</math>；也就是以[[太陽]]的輻射通量為一個單位來表示。太陽的光度是3.846×10<sup>26</sup>瓦特。光度以可指辐射通量的谱分布（spectral luminosity），单位为瓦特/赫兹（W/Hz）或瓦特/纳米（W/nm）。<ref name="xiao">{{cite book |author1=李宗伟 |author2=肖兴华 |title=天体物理学 |date=2012年12月 |publisher=高等教育出版社 |location=北京 |isbn=978-7-04-036616-7}}</ref>{{Rp|111}}

'''光度'''是與距離無關的物理量，而人眼观看到的天体的亮度（实际上是[[照度]]）則明顯的與距離有關，而且是與距離的平方成反比，通常會以[[視星等]]來量度。<ref name="xiao" />{{Rp|68}}

在測量恆星的亮度時，光度、[[視星等]]和[[距離]]是相關的參數。如果你已經知道其中的兩項，就可以算出第三項。因為太陽的光度是一個標準值，以太陽的視星等和距離做為這些參數的比較標準，就很容易完成彼此之間的轉換。

=== 光度和亮度之間的計算 ===
[[File:Inverse square law.svg|right|thumb|點光源''S''向所有的方向輻射光線。穿越面積''A''的總量會隨著與光源的距離改變而改變。]]

假設<math>L</math>是一個點光源的光度（即[[辐射通量]]），它向四周輻射的能量是均等的。這個點光源被安置在一個中空[[球面|球殼]]的中心，則輻射的所有能量都將穿過這個球殼。當半徑增加時，球殼的表面積也將增加，但通過球殼的光度是恆定不變的，所以將導致在球殼上觀察到的[[亮度]]<math>b</math>下降。

<math>b = \frac{L}{A}</math>，此處<math>A</math>是被照亮的球殼表面積。對恆星和一個點光源而言，<math>A = 4\pi r^2</math>所以<math>b = \frac{L}{4\pi r^2} \,</math>，此處<math>r</math>是點光源與觀測者的距離。

恆星的光度<math>L</math>（假設恆星是一個[[黑体 (物理学)|黑體]]，這僅是一個良好的近似值）與溫度<math>T</math>和半徑<math>R</math>的關聯，以方程式表示為：

<math>L = 4\pi R^2\sigma T^4</math>  ，此處σ是[[斯特凡-波茲曼常數]]5.67{{e|−8}} [[瓦特|W]]·m<sup>-2</sup>·K<sup>-4</sup>

除以[[太陽光度]]<math>L_{\bigodot}</math>和消除常數之後，我們得到如下的關係：

<math>\frac{L}{L_{\bigodot}} = {\left ( \frac{R}{R_{\bigodot}} \right )}^2 {\left ( \frac{T}{T_{\bigodot}} \right )}^4</math>.

對一顆[[主序星]]，光度也與質量相關：

<math>\frac{L}{L_{\bigodot}} \sim {\left ( \frac{M}{M_{\bigodot}} \right )}^{3.9}</math>

這就很容易知道恆星的光度、溫度、半徑和質量之間都是有關聯的。

恆星的星等與亮度間是對數的關係，[[視星等]]是從[[地球]]上觀察到的亮度，[[絕對星等]]是在10[[秒差距]]上的[[視星等]]。
只要知道光度，我們就可以計算在任一給定距離上的[[視星等]]：

:<math>m_{\rm star}=m_{\rm sun}-2.5\log_{10}\left({ L_{\rm star} \over L_{\bigodot} } \cdot \left(\frac{ r_{\rm sun} }{ r_{\rm star} }\right)^2\right)</math>

，此處

''m''<sub>star</sub>是恆星的視星等（一個純數字）

''m''<sub>sun</sub>是太陽的視星等（也是一個純數字）

''L''<sub>star</sub>是恆星的光度

<math>L_{\bigodot}</math>是太陽的光度

''r''<sub>star</sub>是到恆星的距離

''r''<sub>sun</sub>是到太陽的距離

很簡單的，讓m<sub>sun</sub> = −26.73，r<sub>sun</sub> = 1.58×10<sup>−5</sup>   光年：
: m<sub>star</sub> = − 2.72 − 2.5 · log（L<sub>star</sub>/dist<sub>star</sub><sup>2</sup>）

例如：

:[[天狼星]]的'''光度'''是多少？
::天狼星的距離是8.6光年，星等為−1.47。
::Lum（天狼星） = 0.0813 · 8.6<sup>2</sup> · 10<sup>−0.4·(−1.47)</sup> = 23.3×<math>L_{\bigodot}</math>
:我們可以說天狼星的光度是太陽的23倍，或是它輻射出23倍太陽光度的能量。

一顆[[絕對星等|熱星等]]為−10的明亮[[恆星]]的光度是10<sup>6</sup> <math>L_{\bigodot}</math>，而熱星等+17等星的暗星光度是10<sup>−5</sup> <math>L_{\bigodot}</math>。注意[[絕對星等]]可以直接與'''光度'''對應，但[[視星等]]則是距離的函數。因為只有[[視星等]]可以經由觀測直接測量，而有了估計的距離才能確定目標的光度。

== 参考资料 ==
{{reflist}}

[[Category:天体物理学]]
[[Category:物理量]]
[[Category:光度学]]