勒克斯、流明、呎燭光和尼特：測量光的四個不同物理量的單位

三個物理量，而非一個

「有多亮」這個問題需要用三個完全不同的物理量來回答，每個都有自己的單位家族，其中任何一個都不能轉換成另一個，除非有關於幾何形狀或表面材料的額外資訊。混淆它們——例如問一個燈泡產生多少「勒克斯」——是一個範疇錯誤，而不是單位錯誤，因為燈泡的輸出應該用完全不同的單位來測量。

光通量：光源發射的光

流明（lm）測量光源在各個方向的總光輸出，與距離或光落在什麼東西上無關。燈泡的包裝盒上標註流明，因為這是描述燈泡本身的唯一數值，而不是它所放置的房間。

照度：落在表面上的光

勒克斯（lx）是每平方米一流明：發射的光中有多少實際落在給定區域上，這取決於光源的總輸出、距離（按距離的平方衰減）和入射角。帝制單位是呎燭光（fc），是每平方英尺一流明。因為平方英尺比平方米小，相同的光分散在其上會產生更大的數字：恰好 1 fc = 10.76391 lx，源自精確的關係 1 ft² = 0.09290304 m²（因為 1 ft = 0.3048 m 恰好），所以 1 fc = 1 lm/ft² = 1/0.09290304 lm/m² = 10.76391042… lx。照度是光度計測量的值，也是建築規範和園藝照明指南指定的值。

亮度：從表面到達眼睛的光

尼特——正式名稱是每平方米燭光（cd/m²），「尼特」是非正式但幾乎通用的名稱——測量從表面射出或反射向觀看者的光，這是實際決定表面看起來有多亮的因素。在相同照度下的兩個表面可以有非常不同的亮度：一張消光黑卡和一張白紙在同一盞台燈下收到相同的勒克斯，但白紙反射更多的光回到你的眼睛，看起來亮得多。尼特是顯示亮度的單位，因為屏幕根本不反射環境光——它發出自己的光，因此亮度而非照度是相關的物理量。

為什麼你不能在它們之間自由轉換

從流明到勒克斯需要光分散所覆蓋的區域，這是單位本身無法回答的幾何問題。從勒克斯（到達表面的光）到尼特（從表面射出的光）需要表面的反射率，因為表面只能送回它接收的一部分光。對於理想消光（「蘭伯面」）反射表面，關係是：

L = E × ρ ÷ π

其中 L 是亮度（cd/m²），E 是照度（勒克斯），ρ 是表面反射率（0 到 1）。白色印刷紙反射大約 80% 的光照（ρ ≈ 0.8）。在典型辦公照明 500 lx 下，該紙張的亮度計算為 500 × 0.8 ÷ π ≈ 127 cd/m²——明顯比它旁邊的筆記本電腦屏幕暗，後者自發光 250–400 尼特，儘管「房間」只照亮到 500 勒克斯。照度描述房間；亮度描述你的眼睛實際從房間中特定表面接收的光，這兩者通常相差幾個數量級。

常見照度水平，以供參考

一個錯誤數值傳播的具體案例

月光照度是一個很好的例子，說明一個聽起來合理的數字如何可以超越其背後的測量。在照明設計參考文獻和攝影曝光指南中廣泛流傳著滿月「1 勒克斯」的整數值；仔細的光度測量工作表明真實數值大約低一個數量級。生態學家 Travis Longcore 的 2017 年論文《月亮有多亮》追蹤了這種錯誤在生態照明文獻中的一個具體記錄的實例：一篇 1999 年的論文錯誤地將一條用於 75% 照度的凸月測量照度曲線——既不是滿月，也不是四分月——標註為「四分月」照明，至少兩篇後來的論文重複了該錯誤標註的數據，而沒有回到原始光度數據。Longcore 自己對典型地面滿月照度的工作估計，在考慮月球高度和大氣衰減而非理想頭頂值後，接近 0.1 lux——該網站上面使用的數值——遠低於在從未引用原始測量的次級源中持續流傳的「1 lux」速記。

無論是哪個特定的標誤開始了這種機制，機制都是相同的：一旦一個數字在沒有原始數據附加的審查文章或表格中被重複，後來的作者引用審查而不是重新測量任何東西，一個錯誤的數字，或只在沒有人重述的狹隘條件下正確的數字，無限期地生存。這是光度學特定的實例，恰好是該網站試圖應用於自己數字的警告：一個聽起來合理的整數與一個經過驗證的數字不是一回事。

選擇正確的單位

在選擇單位之前，先問自己實際在測量什麼。光源的總輸出：流明。光落在表面上：勒克斯或呎燭光。表面或自發光顯示的亮度，如眼睛所看到的：尼特。三者中的任何一個都不能替代其他兩個，因為每個都在回答不同的物理問題。