光束のソースを表示

{{出典の明記|date=2012年3月}}
{{物理量
 |名称 = 光束
 |英語 = luminous flux
 |画像 = 
 |記号 = {{mvar|&Phi;}}, {{math|''&Phi;''{{sub|v}}}}
 |次元 = J
 |階 = スカラー
 |SI = [[ルーメン]] (lm)
}}
'''光束'''（こうそく、{{Lang-en-short|luminous flux}}<ref>[[#sciterm|『学術用語集 分光学編』]]</ref>）とは、[[光]]の明るさを表す[[物理量]]である。[[国際単位系|SI単位]]は[[ルーメン]]（記号: lm）、または[[カンデラ]][[ステラジアン]] （記号: cd sr）が用いられる。光束は人間の感じる量を表す'''[[量#感覚量|心理物理量]]'''のひとつである。

[[光源]]を囲う面を貫く光束は'''全光束'''と呼ばれる。[[ランプ (光源)|ランプ]]の仕様は全光束によって表すことが多い。

== 定義 ==
心理物理量である光束は、ヒトの視覚が感じる度合いによって、波長ごとに重み付けすることで定義される。波長ごとの[[放射束|分光放射束]]を {{mvar|&Phi;{{sub|&lambda;}}}} とし、[[視感度]]を {{mvar|K{{sub|&lambda;}}}} とすれば、光束は
{{Indent|
<math>\Phi =\int_0^\infty K_\lambda \Phi_\lambda\, d\lambda</math>
}}
で定義される<ref name="miyamoto">[[#miyamoto|宮本『光学入門』]]</ref>。
波長 {{mvar|&lambda;}} = 555 nm において視感度が最大となり、最大視感度の値は
{{Indent|
<math>K_\text{m} =K_{555\ \text{nm}} =680\ \text{lm}/\text{W}</math>
}}
となる<ref name="miyamoto"/>。最大視感度との比をとることで、[[比視感度]] {{math|1=''V{{sub|&lambda;}}''=''K{{sub|&lambda;}}''/''K''{{sub|m}}}} が定義され、光束は
{{Indent|
<math>\Phi =K_\text{m} \int_0^\infty V_\lambda \Phi_\lambda\, d\lambda</math>
}}
と表される。

[[File:Luminous flux and intensity.svg|thumb|光度 {{mvar|I}} の点光源により面積 {{mvar|S}} の断面を貫く光束 {{math|1=''&Phi;''=''I&omega;''}}]]
点状とみなせる光源からの[[光度 (光学)|光度]]が {{mvar|I}} であるとき、この光源による、断面 {{mvar|S}} を貫く光束は、
{{Indent|
<math>\Phi(S) =\int_{\omega(S)} I\, d\omega</math>
}}
で与えられる。ここで {{math|''&omega;''(''S'')}} は点光源を中心として断面 {{mvar|S}} の張る[[立体角]]である。
光度が方向によらない場合には
{{Indent|
<math>\Phi(S) =I\, \omega(S)</math>
}}
で与えられる。

== 特徴 ==
人間の[[目]]にはとりこむ光の量を調節する[[虹彩]]があり、明るい場所では虹彩が収縮し、暗い場所では弛緩する。よって、同じ光度の光源を見ても、直前に暗い場所にいて虹彩が開いていると網膜に届く光束が多くなるため明るく感じ、直前に明るい場所にいると逆となる。

光源から全方向に一定の[[光度 (光学)|光度]]を持つもの（[[白熱電球]]など）は、そのまま利用すると本来照射する必要のない方向に多くの光束を無駄にすることになってしまうので、反射板等をつけて一定の方向の光度を上げることによって無駄を減らすことができる。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}

== 参考文献 ==
* {{Cite book|和書
 |author= [[文部省]]
 |others= [[日本分光学会]] 編
 |title= [[学術用語集]] 分光学編
 |edition= 増訂版
 |year= 1999
 |publisher= [[培風館]]
 |isbn= 4-563-04567-5
 |ref= sciterm
}}
* {{Cite book|和書
 |author= 宮本健郎
 |title= 光学入門
 |year= 1995
 |publisher= 岩波書店
 |isbn= 4-00-005377-9
 |ref= miyamoto
}}

== 関連項目 ==
<!-- {{Commonscat|Luminous flux}} -->
* [[計量単位一覧]]

<!-- == 外部リンク == {{Cite web}} -->

{{SI light units}}

{{DEFAULTSORT:こうそく}}
[[Category:物理量]]
[[Category:光学]]
[[Category:測光]]
[[Category:照明]]
[[Category:照明器具]]

{{physics-stub}}