《光电技术》11辐射度与光度基础.ppt

* 举例：很光滑的反射（镜）面，当有一束光入射其上时，具有很好的（反射）方向性；表面粗糙的反射器，在很大的空间内都有反射，没有强弱之分。 描述这种辐射的空间分布的特性公式为 式中 B——常数 θ——辐射法线与观察方向夹角 △A——辐射源面积 △Ω——辐射立体角 即：“理想漫反射源单位表面积向空间指定方向单位立体角内发射 （或反射）的辐射功率和该指定方向与表面法线夹角的余弦成正 比。” 这就是朗伯余弦定律。具有这种特性的发射体（或反射体）称为余弦发射体（或余弦反射体）。 * 由辐射亮度的定义知： 与上式相比较，则 （常数） * “朗伯余弦定律”为另一种形式 亮度 ∵ ∴ 法向亮度 θ方向亮度 因为漫辐射源各方向亮度相等，即L=Lθ，（上二式相等），则Iθ=I0cosθ 朗伯辐射表面在某方向上的辐射强度随与该方向和表面法线之间夹角的余弦而变化。（物理意义） * 1、朗伯辐射源的辐射亮度 （常数） 2、朗伯辐射源的辐射强度 注意：虽各方向亮度相同，但辐射强度不同。 Iθ=I0cosθ θ=90°时，Iθ=0 * 二、距离平方反比定律: 描述点辐射源产生的照度的规律。 设：点辐射源的辐射强度为I;源到被照表面P点的距离为d （P点为小面元dA）;小面元dA的法线与到辐射源之间的夹角为θ， 求：点辐射源在P点产生的照度 由辐射强度的定义知 由立体角的定义 则 由照度的定义 如θ=0 （垂直照射），则 此乃距离平方反比定律。 * 距离平方反比定律：点辐射源在距离d处所产生的照度，与辐射源的辐射强度I成正比，与距离的平方成反比。 注意：被照的平面一定要垂直于辐射投射的方向，如果有一定的角度，则 情况如下图所示 ， 此时的照度为 该式也被称为照度的余弦法则。 从图中可见，CD=AB·cosθ，即垂直照射时落在CD上的光通量被分散开来落到较大的面积AB上，所以照度就减小了。源越倾斜，照射面积越大，照度就越小。从照度的定义也可看出， ，在通量不变的情况下，被照面积越大照度越小。 * 三、亮度守恒定律 规定了辐射表面是朗伯体后，有 又 ∴ * 又 ∵ （辐射源对被照面元张角） ∴ 而 根据亮度公式，可得： （注意此处带′的量与前述不带′的量同义） 光辐射能在传输介质中没有损失时，表面S和S的辐射亮度是相等的。即辐射亮度守恒。 * 一切物体中的原子和分子都要受热激发而发射各种波长的电磁波，其辐射的功率和波长取决于物体的温度，称为热辐射 固体在温度升高时颜色的变化 1400K 800K 1000K 1200K 原子不同，辐射的颜色也不同 锶(Sr) 铷(Rb) 铜(Cu) §1-4 黑体辐射 一 热辐射 * * 任何物体向周围发射电磁波的同时，也吸收周围物体发射的辐射能。 当辐射从外界入射到不透明的物体表面上时，一部分能量被吸收，另一部分能量从表面反射（如果物体是透明的，则还有一部分能量透射）。 吸收比：被物体吸收的能量与入射的能量之比称为该物体的吸收比。在波长?到?+d?范围内的吸收比称为单色吸收比。 1. 单色吸收比和单色反射比 * 反射比：反射的能量与入射的能量之比称为该物体的反射比。在波长?到?+d?范围内相应的反射比称为单色反射比。对于不透明的物体，单色吸