辐射度学与光度学基础 (2).ppt

3．辐射强度I点辐射源在给定方向上单位立体角内的辐射通量.单位：W／sr(瓦每球面度)I=dΦdω在所有方向上辐射强度I都相同的点辐射源（均匀辐射源）在有限立体角ω内发射的辐射通量为:Φ=Iω在空间所有方向(ω＝4π)上发射的辐射通量为：Φ=4πIxyz总的辐射功率第9页,共27页，星期六，2024年，5月4．辐射出射度M——辐出度辐射出射度为扩展辐射源单位面积所辐射的通量，即：M=单位为W／㎡(瓦每平方米)dΦ是扩展源表面dS在各方向上，通常为半空间即2π立体角所发出的总的辐射通量，dsdΦdS第10页,共27页，星期六，2024年，5月辐照度E和辐出度M的比较：相同：单位相同，区别：辐照度E是描述辐射接收面（探测器）所接收的辐射特性．辐出度M则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。5．辐射照度E——辐照度辐射照度为投射在单位面积上的辐射通量，即：E＝单位：W／m2(瓦每平方米)dA是投射辐射通量dΦ的元面积dΦdA第11页,共27页，星期六，2024年，5月6．辐射亮度L辐射亮度定义为扩展源表面一点处的面元在给定方向上单位立体角、单位投影面积内发出的辐射通量：扩展辐射源第12页,共27页，星期六，2024年，5月7．光谱辐射量辐射源所辐射的能量往往由许多不同波长的单色辐射所组成。为了研究各种波长的辐射通量，需要对某一波长的单色光的辐射能量作出相应的定义。光谱辐射量是辐射量随波长的变化率。光谱辐射量也叫辐射量的光谱密度。第13页,共27页，星期六，2024年，5月光谱辐射通量Ф（λ）辐射源发出的光在波长λ处的单位波长间隔内的辐射通量。辐射通量与波长的关系如图。其关系式为：单位：W／μm(瓦每微米)，或W／nm(瓦每纳米)。辐射源的总辐射通量：第14页,共27页，星期六，2024年，5月前面介绍的几个重要的辐射量，都有与光谱辐射量相对应的关系：光谱辐照度：光谱辐射出射度：光谱辐射亮度：第15页,共27页，星期六，2024年，5月二、光度学的基本物理量1．光谱光视效率现象：人的视神经对各种不同波长光的感光灵敏度是不一样的。对绿光最灵敏，对红、蓝光灵敏度较低。由于受视觉生理和心理作用，不同的人对各种波长光的感光灵敏度也有差异。国际照明委员会（CIE）根据对不同的人的大量观察结果，确定了人眼对各种波长光的平均相对灵敏度，称之为“标准光度观察者”光谱光视效率，或称之为视见函数。第16页,共27页，星期六，2024年，5月人眼的光谱光视效率的数值波长（nm）波长（nm）明视觉明视觉暗视觉暗视觉第17页,共27页，星期六，2024年，5月暗视觉光谱光视效率虚线：亮度小于0.001cd/㎡时的暗视觉光谱光视效率，用Vˊ(λ)表示，此时的视觉主要由人眼视网膜上分布的杆状细胞刺激所引起的；最大值：507nmVˊ(λ)V(λ)明视觉光谱光视效率实线：亮度大于3cd/m2时的明视觉光谱光视效率，用V(λ)表示，此时的视觉主要由人眼视网膜上分布的锥体细胞的刺激所引起的，最大值在555nm处。第18页,共27页，星期六，2024年，5月2．光度学的基本物理量在辐射度量学中介绍的各个基本量Φ、M、I、L和E对整个电磁波谱都适用；而在光度学中光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的，只是光度量只在光谱的可见波段(380nm—780nm)才有意义。为避免混淆，在光度量符号上加下标“v”。光度学中相应量：ΦV、MV、IV、LV和EV与辐射度量：Φ、M、I、L和E之间的对应关系由表给出。第19页,共27页，星期六，2024年，5月辐射度量符号单位光度量符号单位辐射能QJ(焦)光量QVlm·s辐射通量ΦW（瓦）光通量ΦVlm（流明）辐照度EW·m－2光照度EVlx=lm/m2辐出度MW·m－2光出射度MVlm/m2辐射强度IW·sr-1发光强