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1.2辐射度量与光度量幻灯片
①视见函数 27 人眼对各种波长的光的感觉灵敏度是不一样的 一般而言,对绿光最灵敏,而对红光较差 国际照明委员会(CIE)根据对许多人的大量观察结果,用平均值的方法,确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度,——标准广度观察者的光谱光视效率(简称视件函数 V(λ)) V(λ)≤1 表 标准适光性视见函数值 辐射颜色 λ/nm V 辐射颜色 λ /nm V 辐射颜色 λ /nm V 紫 400 0.0004 绿 530 0.8620 橙 650 0.1070 紫 410 0.0012 绿 540 0.9540 红 660 0.0610 紫 430 0.0116 黄 555 1.0000 红 680 0.0170 蓝 440 0.0230 黄 560 0.9950 红 690 0.0082 蓝 450 0.0380 黄 570 0.9520 红 700 0.0041 青 460 0.0600 黄 580 0.8700 红 710 0.0021 青 470 0.0910 黄 590 0.7570 红 720 0.00105 青 480 0.1390 橙 600 0.6310 红 730 0.00052 绿 500 0.3230 橙 620 0.3810 红 750 0.00012 绿 520 0.7100 橙 640 0.1750 26 1.0 400 505 555 750 λ /nm V(λ) 人眼的视见函数曲线 ①视见函数 25 ②光通量 定义:光辐射通量对人眼所引起的视觉强度值 意义:表征光源发出的客观辐射能通量所能引起人眼的主观视觉强度大小 单位: lm(流明) 表达式:设dVλ为波长λ处dλ间隔的辐射能通量,相应波长光通量dΦλ: 总光通量: 24 点光源的发光强度——I 点光源:理想光源,其几何线度远小于光源到观察点之距离,因而可以忽略。 发光强度:点光源在给定方向上,单位立体角内所发出的光通量 单位:坎德拉(cd),或lm/sr(球面度),[1cd=1lm/sr] ③发光强度 点光源的发光强度 dΩ S 23 ① 点光源向空间某一立体角元d Ω内辐射的光通量dΦ正比于该立体角元的大小,其比例系数即该点光源的发光强度 说明: ② 点光源向整个空间辐射的总光通量 若I与方向有关,即I=I(θ, φ),则 若I与方向无关,即I=常数,则 22 定义:光源表面给定点处单位面积内所发出的光通量 21 ④光出射度 M= dΦ /dA ⑤光照度 定义:被照明物体给定点处单位面积上的入射光通量 E= dΦ /dA 面光源的光亮度——B 面光源(扩展光源):具有一定空间发光面积,且在观察区域内其几何线度不可忽略。 光亮度:单位面积的光源表面向法线方向单位立体角内辐射的光通量。 意义:元面积dS向空间与法线夹角为θ的r方向上的立体角元dΩ内辐射的光通量dΦ,正比于dΩ和dS在r方向的投影dScosθ,其比例系数B定义扩展光源的光亮度 单位:lm/(m2·sr)(流明每平方米球面度),或lm/(cm2·sr) 即sb(熙提) 扩展光源的亮度 dS θ dΩ r n 20 ⑥光亮度 说 明: ② 发光强度和光亮度均针对可见光而言,并带有探测器的主观因素。在辐射度学中,只要将光通量以辐射能通量代替,流明以瓦特代替,则发光强度即辐射强度,光亮度即辐射亮度。辐射强度和辐射亮度仅仅反应光源自身的辐射特征,与探测器无关。 ① 光亮度反映扩展光源在与面法线成θ角度方向单位投影面积上的发光强度 19 定义:受照面单位面积上接收到的或投射到受照面单位面积上的光通量。 单位: lx(勒克斯)、 ph(辐透)。其中:1lx=1lm/m2,1ph=1lm/cm2。 说明: E表征受照面的明亮程度。E还可以表示辐照度或辐射能流密度。 表述:对于给定的受照面面元dS,其上所接收到的或投射到其上的光通量dΦ,与该面元大小成正比,相应的比例系数正是该面元上的光照度,即 ⑤光照度 18 点光源产生的光照度 点光源向受照面元dS对其所张立体角元dΩ内辐射的光通量: 点光源在受照面元dS上的光照度: 结论:点光源所产生的光照度E,正比于光源的发光强度I和光束方向角的余弦cosθ,反比于光源点到受照面距离r的平方。 平方反比律:点光源位于受照面法线上时,光照度仅与距离平方成反比,即 dS dW S n θ 点光源引起的光照度 r 17 面光源产生的光照度 面光源元面积dS发出的到达受照面元面积dS上的光通量: θ 和θ :面元dS 和dS的连线与各自面法线的夹角。
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