工程光学与技术完整课件 （全套完整课件）.ppt

二、光出射度和光照度 用光出射度M来表示A点处的发光强弱 指发光表面单位面积内所发出的光通量，它与辐（射）出射度相对应 当发光表面均匀发光时，其光出射度为 反之，当某一表面被发光体照明，用光照度E来表示被照明表面A处的照明强弱 在均匀照明情况下 光照度表示被照明的表面单位面积上所接收的光通量。 它与辐射度学中的辐（射）照度相对应。 它们的单位为勒克斯（lx）。 1lx等于1m2面积上发出或接收1lm的光能量，即： 从△l1、△l2看出，摄影物镜的后景深大于前景深 ，这与以下有关： 入瞳直径D：当D越小，其景深越大，反之则相反； 从DF=f ’可知，若想获得较大的景深需要较大的光圈指数F，但这时在f ’ 不变的情况下，入瞳较小所进入的光能也较小，需要较长的曝光时间。 当共轭面的β一定时， f ’ 越长，则对准平面越远，即p越大，景深越大。 例题： 有一摄影物镜，若要求对准平面后的空间均能在景像平面上成清晰像，问对准距离应为多少？近景位于何处？ 解：欲使 为无限大，其公式的分母为零，就有 将p值代入前景深公式，就可得到前景深和近景距： 例题： 照相机物镜焦距为75mm，在对准平面离相机2m时，所用的光圈指数为11和5.6；设眼睛分辨率为1.5’，求这两种情况下的景深大小？ 当F=11时，其入瞳D为 当F=5.6时，其入瞳D为 第五章 光学系统的光能计算 立体角的定义： 一个任意形状的封闭锥面所包含的空间称为立体角，用Ω表示。 §5.1 立体角的意义和它在光度学中的应用 Ω 立体角定义图 以锥体顶点为球心，任意r为半径作一球面，此锥体在球面上的截面为S，则立体角表示为： 立体角单位：以锥顶为球心，以r为半径作一圆球，若锥面在圆球上所截出的面积等于r2，则该立体角为一个“球面度”（sr）。 整个球面的面积为4πr2, 对于整个空间有 即整个空间等于4π球面度 立体角是平面角向三维空间的推广。在二维空间，2π角度覆盖整个单位圆。 在三维空间， 4π的球面度立体角覆盖整个单位球面。 从一个球面上去除一个球面度立体角的圆锥 §5.2 辐射度学中的基本量 一、辐射通量 辐射通量的定义： 单位时间内辐射体所辐射的总能量，用Φe表示；其计量单位用功率单位瓦特。 表示了一个辐射体辐射的强弱 辐射通量就是辐射体的辐射功率 用辐射通量的光谱密集度来表示辐射体的辐射通量按波长分布的特性 用辐射通量的光谱密集度Φeλ来表示辐射体的辐射通量按波长分布的特性 Φeλ Δλ λ 辐射体总辐射通量即辐射体的总辐射功率为 其他表示 ⒈面积元ds的辐射通量： 单位时间内面积元ds辐射出来的所有波长的光能量。 ⒉分布函数（谱辐射通量密度）： 在单位时间内通过光源面积元的某一波长附近的单位波长间隔内的光能量。用e(λ)表示， ∵是波长的函数。 其他表示 ⒊总辐射通量： ∵ 从光源面积元ds辐射出来的波长在λ ～ λ +d λ间的辐射通量为： ∴从光源面积元ds发出的各种波长光的总辐射通量为： 二、辐射强度 辐射体在不同方向上的辐射特性用在给定方向上取立体角dΩ，在dΩ范围内的辐射通量为dΦe。 把dΦe与dΩ之比称为辐射体在该方向上的“辐射强度”，Ie表示 单位立体角内发出的辐射通量 辐射强度的单位为瓦每球面度（W/sr）。 dΦe dΩ 均匀点光源 三、辐（射）出射度、辐（射）照度 辐射强度不能表示辐射体表面不同位置的辐射特性。 表示辐射体表面上任意一点A处的辐射强弱： 假定dS微面辐射出的辐射通量为dΦe，则A点的辐（射）出射度为 Me称为“辐（射）出射度”， 单位为瓦每平方米（W/m2） A dΦe dS 某点单位面积内发出的辐射通量 单位为瓦每平方米（W/m2） 如果某一物体表面被其它辐射体照射,即为了表示A点被照射的强弱，假定物体所接受的辐射通量为dΦe，把dS接受的dΦe与dS之比称为“辐（射）照度”，符号为Ee，即: 辐（射）照度与辐（射） 出射度的单位一样， 也为瓦每平方米（W/m2） A dΦe dS 四、辐（射）亮度 用辐（射）亮度来表示辐射体表面不同位置和不同方向上的辐射特性 dS在AO垂直方向上的投影面积dSn: A dS N dΩ O Ie α 若在AO方向上的辐射强度为Ie，把Ie与dSn之比称为“辐 （射）亮度”，符号为Le 辐 （射）亮度代表了辐射体不同位置和不同方向上的辐射特性。 单位为瓦每球面度平方米（W/（sr.m2））。 可见光 光的辐射能中能引起人眼的视觉效应的区域。 这个区域从400纳米到760纳米。 人眼观