辐射度量与光度量.ppt

照度与距离平方反比定理设点源的辐射强度为I，它与被照面上x点处面积元dA的距离为R，dA的法线与I的夹角为?，则投射到dA上的辐射功率为:所以，点光源在被照面上点处的辐射照度为：第31页,共46页，星期六，2024年，5月基本辐射度量的名称、符号和定义方程第32页,共46页，星期六，2024年，5月光谱辐射度量给定波长λo处极小波长间隔dλ内的辐射通量dΦe(λ)称为单色辐射通量。Φλ(λ)=dΦe(λ)/dλ，Φλ(λ)称为光谱辐射通量。总辐射通量：可以用频率表示光谱分布。可以类推其余的光谱辐射度量。第33页,共46页，星期六，2024年，5月光谱光辐射的名称、符号及单位第34页,共46页，星期六，2024年，5月四、光度量由于人眼的视觉细胞对不同频率的辐射有不同响应，对绿光最灵敏，对红光灵敏度最低，故用辐射度单位描述的光辐射不能正确反映人的亮暗感觉。光度单位体系是一套反映视觉亮暗特性的光辐射计量单位。在光频区域光度学物理量Q，P，I，M，L，E相对应的Qv，Pv，Iv，Mv，Lv，Ev来表示，其定义完全一一对应，其关系如表2所示。第35页,共46页，星期六，2024年，5月表2常用辐度量和光度量之间的对应关系第36页,共46页，星期六，2024年，5月光度量的单位是国际计量委员会(CIPM)规定的。在光度单位体系中，被选作基本单位的不是相应的光量或光通量而是发光强度，其单位是坎德拉。坎德拉不仅是光度体系的基本单位，而且也是国际单位制(SI)的七个基本单位之一。它的定义是“一个光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，若在一给定方向上的辐射强度为1/683(W/sr)，则该光源在该方向上的发光强度为1cd”。第37页,共46页，星期六，2024年，5月人眼对不同波长的单色光，产生相同的视觉响应，要有不同的辐射功率。在引起相同的视觉响应条件下，若在λ附近所需要的光谱辐射功率为dPλ，而对λ=555nm所需要的光谱辐射功率为dP555，则定义Vλ=dP555/dPλ光谱光视效率第38页,共46页，星期六，2024年，5月人眼对波长为555nm的光的视见函数为1，其它波长的视见函数值都小于1，不可见区的视见函数值都等于零。第39页,共46页，星期六，2024年，5月白昼视觉指人眼在明亮环境(＞3坎德拉／米2的亮度)中，对不同波长可见光的视觉。白昼视觉和黄昏视觉黄昏视觉指人眼在黑暗环境(＜3×10—5坎德拉／米2的亮度中，对不同波长可见光的视觉。第40页,共46页，星期六，2024年，5月黄昏视觉Vλ-λ曲线的最大值相对白昼视觉向短波长方向移动了50nm。黄昏视觉白昼视觉所有光度计量均以明视觉的V(λ)为基础。第41页,共46页，星期六，2024年，5月光度量的最基本单位光通量Φv：光通量对人眼所引起的视觉强度值。光谱光视效能Kλ定义为同一波长下测得的光通量与辐射通量的比值，即单位是流明/瓦特(lm/W)第42页,共46页，星期六，2024年，5月通过对标准光度观察者的实验测定，在辐射频率540×1012Hz(波长555nm)处，其数值为Km＝683lm/W。它表示与1W的辐射通量相当的光通量为683lm；换句话说，此时的1lm相当于1/683W第43页,共46页，星期六，2024年，5月发光强度I：发出波长为555nm的单色辐射，在给定方向上的发光强度规定为1cd。单位：坎德拉（Candela）［cd］，它是国际单位制中七个基本单位之一。光照度E：单位面积所接受的入射光通量，单位：勒克斯［lx］，相当于1平方米面积上接受到1个流明的光通量。光出射度M:光源表面给定点处单位面积向半空间发出的光通量。第44页,共46页，星期六，2024年，5月作业1、推导余弦辐射体辐射出射度和辐射亮度的关系式：2、已知一点辐射源在上半空间的辐射通量为62.8W，求该辐射源在上半空间的平均辐射强度。3、一支氦氖激光器（波长632.8nm)发出的激光的功率为3mW，激光器的放电毛细管直径为1mm，求出该激光束的光通量和光出射度。（视见函数V632.8nm=0.235)4、一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面上的照度为30lx，求出该白炽灯的光通量。第45页,共46页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第46页,共46页，星期六，2024年，5月**光具有波粒二象性，既是电磁波，又是光子流。1860年麦克斯韦（C.Maxwell)提出光是电磁波的理论。光在传播时表现出波动性，