34、光的测量、色散与颜色：从光源到视觉感知的奥秘

光的测量、色散与颜色：从光源到视觉感知的奥秘

在日常生活中，光无处不在，它不仅照亮了我们的世界，还在科学研究和工业应用中扮演着重要角色。本文将深入探讨光的测量、色散现象以及颜色的本质，带您了解光的奥秘。

1. 光的测量与光源效率

现代的光敏探测器（如单光子探测器）比人眼更敏感，但如果光强度超过其能检测的最低光强度约 $10^6$ 倍，就可能会造成永久性损坏。而且，敏感探测器价格昂贵，这使得与眼睛的简单比较变得具有误导性。

在光源效率方面，近年来人们给予了极大关注。以爱迪生灯泡为例，它大约将 80% 的能量转化为辐射能，其余能量用于加热灯丝和端子等。而辐射能中大部分处于红外区域，不可见。在需要加热的环境中，这种产生可见光效率低的灯泡并非劣势；但在需要散热的温暖气候环境中，这类灯泡显然不受欢迎，因为消耗的能量换来的可见光太少。

如今市场上有各种各样的灯泡，包括传统的灯丝灯泡、卤素灯泡、荧光灯、基于荧光灯的节能灯以及多种基于发光二极管（LED）的灯泡。即使是同一类型的灯泡，其效率也存在很大差异。制造商通常会标明光通量（以流明为单位），但这还不够，因为有些灯泡将大部分光集中在较窄的光束中，而有些则向各个方向发光，这让消费者很难做出选择。

以下是不同光源的发光效率概述（光输出以流明/瓦为单位）：
| 光源 | 光输出（lm/W） |
| ---- | ---- |
| 硬脂蜡烛 | 0.3 |
| 传统白炽灯 | 5 - 18 |
| 卤素灯泡 | 17 - 24 |
| 荧光灯管（包括节能灯） | 46 - 104 |
| 白色 LED | 45 - 170 |
| 白