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第一章 光度学基础 可见光的本质是一种电磁波，其波长范围是380-780nm。同时，光又是一种粒子，所以在几何光学中，我们把光的传播抽象为“光线”，这是一种在宏观上的近似，在大于光的波长的尺寸上，这种近似基本都是正确的。 §1.1 光线传播的基础知识 光的直线传播定律：在各向均匀的介质中，光在两点之间沿直线传播。实际应用中，我们认为光在同一种介质中（如空气、水、玻璃等）是沿直线传播的。 光的独立传播定律：以不同途径传播的光同时在空间某点通过时，彼此互不影响。 光的反射定律与折射：当光线传播到两中不同介质的光滑分界面时，光线会发生反射和折射。 如下图所示，光线以入射角?入射到1、2两中介质的分界面时，一部分光线以?’=-?的角度反射回介质r与两种介质的折射率有关。 ??????????????????????????????????????????????图1-1n1，介质2的折射率为n2，那么折射角与入射角的关系是： sin i/sin r= n2/ n1 1-1 4.光的全反射：习惯上，我们把界面两边折射率相对较大的介质(n1)称为光密介质，折射率较小的称为光疏介质(n2)。光线由光密介质向光疏介质，当入射角大于一定的角度时，入射光线在分界面上发生全反射。这个入射角Im称为临界角，有 sin Im=n2/n1 1-2 在几何光学中，光线在两中介质的表面主要就发生折射、反射、全反射几种情况，其他的如漫反射、漫透射只是因为介质分界面不均匀和介质内部不均匀而使反射光或折射光方向各异而已。 §1.2 光度学的基础知识 1．光通量：人眼仅能感受波长从380nm到780nm（即可见光）区域的辐射能，由这一区域的辐射能引起的能使人眼感受到的光功率称为光通量。单位是流明(lm)。 人眼对不同波长的辐射能的敏感度差别很大，对波长为555nm的黄率光最为敏感。1W555nm的单色辐射能相当于683lm，即单色555nm光谱的光光效率最高能达到683nm/W，而1W的650nm波长的单色辐射能的光通量大约只有69 lm，即555nm波长的1/10。人们对不同波长的单色辐射的敏感度称为光谱光视效率或视见函数，用Vλ表示，下表是光谱光视效率Vλ表： 表1-1 光谱光视效率Vλ表 光的颜色 波长(nm) Vλ 光的颜色 波长(nm) Vλ 紫 400 0.0004 黄 580 0.87 410 0.0012 590 0.757 420 0.004 橙 600 0.631 430 0.0116 610 0.503 蓝 440 0.023 620 0.381 450 0.038 630 0.265 青 460 0.06 640 0.175 470 0.091 650 0.107 480 0.139 红 660 0.061 490 0.208 670 0.032 绿 500 0.323 680 0.017 510 0.503 690 0.008 520 0.71 700 0.0041 530 0.862 710 0.0021 黄 540 0.954 720 0.00105 550 0.995 730 0.00052 555 1 740 0.00025 560 0.995 750 0.00012 570 0.952 760 0.000066 2．发光强度：光源在空间某一方向上单位立体角内发射的光通量称为光源在这一方向上的发光强度，简称光强。光强一般用符号I表示，其单位是坎德拉（cd）。 3．照度：被照面单位面积所接受的光通量称为该点的照度，照度的符号是E，单位是勒克斯（lx）或（lm/m2）。 表1-2 有关情况时的光照度（勒克斯） 晚间无月光时的光照度 3×10-4 读书必需的光照度 50 月光下的照度 0.2 精细工作时所需的光照度 100～200 明朗夏天室内的光照度 100～500 摄影棚内所需的光照度 10，000 没有阳光时室外的光照度 1000～10000 辨别方向必需的光照度 1 阳光直射时室外的光照度 100，000 眼睛能感受的最低光照度 1×10-9 4．亮度：亮度也是用来表示物体表面发光（或反光）强弱的物理量，被视物体发光面在视线方向上的发光强度与发