辐射度量光辐射度量基础.ppt

辐射度量光辐射度量基础 第一页，共41页。 第1章、辐射度量、光辐射度量基础 §1.1 辐射度量 §1.2 光度量 §1.3 人眼视觉特性 §1.4 朗伯辐射体及其辐射特性 §1.5 几种典型光辐射量的计算公式 第二页，共41页。 §1.1 辐射度量 1.1.1、立体角:（Ω） 立体角Ω是描述辐射能向空间发射、传播或被某一表面接收时的发散或会聚的角度。 ①定义：以锥体的基点为球心做一球表面，锥体在球表面上所截取部分的表面积dS和球半径r平方之比 ②定义式:Ω=S/r2　 ③单位:球面度sr(steradians) , 即以锥顶为球心，以r为半径作一圆球， 如锥面在圆球上所截面积等于r2， 该立体角为一个球面度。 ④整个球面度为:Ω=S/r2=4Л 　半个球面度为:Ω=S/r2=2Л 第三页，共41页。 §1.1 辐射度量 1.1.2 辐射度量的名称、定义、符号及单位（GB 3102.6-1982) 1、辐射能：Ｑ(Radiant energy) 定义：辐射能简称辐能，描述以辐射的形式发射、传播或接收的能量，单位焦耳（Ｊ）。 当描述辐射能量在一段时间内积累时，用辐能来表示。 2、辐能密度（w） 辐能密度定义为单位体积元内的辐射能，即w=dQ/dv 第四页，共41页。 3.辐射通量：(Φ,P)(Radiant flux) 又称:辐射功率 Pe（Radiant power) 定义:以辐射的形式发射、传播或接收的功率，用以描述辐能的时间特性。实际应用中，对于连续辐射体或接收体，以单位时间内的辐射能，即辐射通量表示。 定义式: 均匀辐射: 单位:瓦特(Ｗ)或焦耳/秒(J/S） 　　　　　 １Ｗ=1J/S 第五页，共41页。 4、辐射强度（I） 定义：在给定传输方向上的单位立体角内光源发出的辐射通量。 ②、定义式: 均匀辐射: ③、单位:瓦/球面度（W/Sr） ④、均匀点辐射源（各向同性）Ie不随方向变而 变，故整个球面的辐射通量为： Φe＝IeΩ＝4ЛIe 第六页，共41页。 5、辐亮度:（Ｌ) (Radiance) 1.定义:光源在垂直其辐射传输方向上单位表面积单位立体角内发出的辐射通量。沿r方向的辐射强度Ie与面元dA(在垂直于r方向平面正投影面积dA)的比值称为dA沿r方向的辐射亮度。 2.定义式: 　　　　　 3.单位:w/(m2·Sr) 第七页，共41页。 6、辐射出射度:（M） (Radiant exitance) 1.定义:辐射体单位元表面所辐射的通量 2.定义式: 均匀辐射: 3.单位:w/m2 第八页，共41页。 辐射照度:Ee(Irradiance) １.定义:被辐射的单位元表面里入射或获得的辐 射通量的多少 ２.定义式: 均匀辐射: ３.单位:w/m2 第九页，共41页。 辐射出射度与辐射照度的区别： 辐射出射度与辐射照度的表达式和单位完全相同． 区别在于:Me描写面辐射源向外发射的辐射特性(a) 　　 Ee描写辐射接受面所接受的辐射特性(b) 第十页，共41页。 §1.2 光度量 光度学中以光强的单位“坎德拉”作为基本单位， 其他光度量的单位作为导出单位． 光通量Φv(luminous flux) 1.定义：光源在单位时间内发出的光量的多少 2.公式：Φv=dQv/dt 3.单位：lm（流明） 第十一页，共41页。 光强Iv(luminous Intensity) 1.坎德拉(cd)的必威体育精装版规定：即一个烛光，它是光源 发出频率为540×1012Hz的单色辐射，在给定方向 上的辐射强度为1/683w/Sr时，其光强为１坎（cd) 第十二页，共41页。 2.光强定义:光源在指定方向上通过单位立体角内 的光通量的多少 3.光强公式:Ｉv=dΦv/dΩ 发光均匀分布:Ｉv=Φv/Ω 4.单位:cd（坎德拉） I w Ｉv=dΦv/dΩ 第十三页，共41页。 光出射度Mv(Lminous exitance) 1.定义：面光源单位元表面内向外所发射的光通量 2.公式：Mv=dΦV/dＡ 发光均匀：M=Φv/Ａ 3.单位：lm/m2（流明/平方米） 第十四页，共41页。 光照度Ev(illuminance) 1.定义:被照物体单位元表面里入射或获得的光通 量的多少 2.公