第13课【光度学与色度学】.ppt

第五章 光度学和色度学基础 辐射度学 通过电磁光谱来处理辐射能的测量。 辐射度学主要研究频率为3×1011～ 3×1016Hz的光辐射，对应于0.01~1000μm微米的波长。 波段范围包括红外、可见光、紫外线。 光度学 与辐射度学类似，但它只处理人眼可感知的光，即可见光，波长范围为380～780nm(纳米)。 波长450nm对应于蓝色，540nm对应于绿色，659nm对应于红色。 §5-1 辐射量和光学量及其单位 可见光的描述：辐射量（纯物理现像）和光学量（视觉感受） 、辐射量 0.辐射能 1.辐通量 2.辐出度 3.辐照度 4.辐强度 5.辐亮度 重要常识 （1）发光强度： 发光强度的单位为坎［德拉］(cd)。1979年第十六届国际计量大会对发光强度的单位坎德拉作了明确的规定：“一个光源发出频率为540×1012HZ (赫兹)的单色光，在一定方向的辐射强度为1/683 W/sr，则此光源在该方向上的发光强度为1坎德拉”。发光强度是光学基本量，是国际单位制中七个基本量之一。 （2）流明： 从发光强度的单位坎德拉可以导出光通量的单位流明：发光强度为1坎德拉的匀强点光源，在单位立体角内发出的光通量为1流明。 （3）常见发光表面的光亮度值（表5-1) §5-1 辐射量和光学量及其单位 三、光学量和辐射量两种量值系统间的关系 （一）光谱光效率函数------视见函数 （一）光谱光效率函数------视见函数 2、光谱光效率函数： 人的视觉对不同波长光响应的灵敏度是波长的函数。 （二）光学量和辐射量间的关系 光谱量（微分形式）——dλ内 积分量（积分形式）——可见光范围内 注意： 1）明视条件和暗视条件 2）其他对应量之间有相同的关系 3）光学量≠辐射量：对同等大小的辐射量因波长不同，视觉感受不同 4）光功当量：明视觉、暗视觉 5）名称、定义（物理意义）式、单位 6）各种辐射量和光学量代表符号中的下标e和v，在不致混淆的情况下，可以不必标出，例如，发光强度Iv 和光照度Ev可分别写做I、E等。 §5-2 光传播过程中光学量的变化规律 一、点光源在有限距离的表面上形成的照度  二、面光源在距离为r的表面上形成的照度 三、单一介质元光管内光亮度的传递 四、光束经界面反射和折射后的亮度 五、余弦辐射体 余弦辐射体可能是自发光面，如绝对黑体、平面灯丝钨灯等；也可能是透射或反射体。受光照射经透射或反射形成的余弦辐射体，称做漫透射体和漫反射面。乳白玻璃是漫透射体，其经光照射后透射光强度分布如图5－8a所示；硫酸钡涂层表面是典型的漫反射面。 一、轴上像点的光照度 讨论：?? ① 光学系统孔径越大，像面照度越大 ② 系统放大倍率越小，像面照度越大（若β大，为了保证像面足够的像面照度，更要求照明好，U要大） 反射损失：光学零件与空气接触面 能量损失 吸收损失：在空气中的吸收 在光学零件中的吸收 反射面不完全反射的损失：镀膜 一、颜色的分类 1、颜色：颜色是不同波长可见光辐射作用于人的视觉器官后所产生的心理感受。所以，颜色是一种和物理、生理及心理学有关的复杂现像。 2、非彩色和彩色：颜色可分为非彩色和彩色两大类。 非彩色系指白色、黑色及白与黑之间深浅不同的灰色所构成的颜色系列。 彩色是指白黑非彩色系列以外的所有颜色。如各种光谱色均为彩色。 一、颜色的分类 3、物理机制： 根据颜色形成的物理机制的不同，颜色又有光源色、物体色及荧光色之分。 自发光形成的颜色，一般称之为光源色； 自身不发光，凭借其它光源照明，通过反射或透射而形成的颜色，称之为物体色； 物体受光照射激发所产生的荧光及反射或透射光共同形成的颜色，称之为荧光色。 二、颜色的表观特征 颜色有三种表观特征，即明度、色调和饱和度。 彩色必须具备上述三个特征，特征参数的不同，标示着颜色间的差别。 非彩色只有明度值的差别，没有色调区分，饱和度均等于0 三、颜色混合的两种方式 三、颜色混合的两种方式 色光的混合始于牛顿，红光加绿光产生黄光，红橙黄绿青蓝紫七色相加合成白光。彩色电视机制造中利用红、绿、蓝作为“三基色”，显示出大自然中千变万化的色彩。色光混合的原理在舞台灯光、布景、夜景灯光、现代广