第二章5节光度学演示文稿.ppt

*§2-5光度学的基本概念对电磁辐射能的计量——辐射量度学。对可见光辐射能的计量——光度学。可见光是以人眼对电磁波的敏感程度定义的。人眼就是客观标准。一、辐射通量和视见度函数1、辐射通量光源S在单位时间内向所有方向辐射出的各种波长电磁波的能量。用单位时间内从光源的某面积元ds上所辐射出的所有波长的能量表示该面元的辐射通量（ε）。单位：瓦（W）。e(λ)—谱辐射通量密度。ε在数值上等于波长入处，波长间隔Δλ为1单位的范围内，在单位时间内光源元面积所发出的能量。对某些固体表面e(λ)—λ曲线大致如图面元ds发出的波长在λ到λ+Δλ间隔内的辐射通量：波长λ1到λ2范围，元面积ds的辐射通量为：2、视见度函数不同波长，数量不相等的辐射通量可能引起相等的视觉强度。不同波长，相等的辐射通量却不能引起相等的视觉强度。正常人对各种波长光的平均相对灵敏度——视见度函数。一般人眼对黄绿光最灵敏，红光、紫光不太灵敏，红外、紫外无视觉反应。定义：最灵敏部分5550?处是最大值为1。6000?处相对值只有0.631。5000?处，视见度函数值为0.323。6328?的He—Ne激光，只有0.24。产生同等强度的视觉，所需的辐射通量与视见度函数值成反比。二、光通量表征光源表面的客观辐射通量对人眼所引起的视觉强度(Φ)。面元ds的光源，在某一波长λ附近，波长间隔为dλ的单色光，光通量：称光谱光视效能（功、光当量）。最大光视效能，最大光效率（最大功、光当量）。称光谱光视效能（功、光当量）。在国际单位制中，辐射通量瓦，光通量流明（Lm）。5550?处光的功、光当量。波长λ的单色光通量：复色光通量：电光源发出的总光通量与电光源的耗电功率之比，电光源的遍计发光效率：物理意义：电源每消耗1W的电能所发出的光通量的流明数。三、发光强度I表征光源在一定方向范围内发出光通量的空间分布。对点光源：是点光源在某一方向所张的立体角元。引入极坐标,立体角元方向的光通量：而所以：若I与θ、φ无关，即各向均匀。则点光源的总光通量：单位：坎德拉坎（cd）1流明=1坎德拉×1单位立体角是七个基本单位之一四、照度E表明受照面被照明程度的物理量。点光源：所以r为点光源距受光照物体元面积dσ中心的距离,θ是dσ的法线与r之间夹角。点光源所造成的照度反比于光源到受照面距离的平方，正比于光束的轴线方向与受照面法线方向间夹角的余弦。照度的单位：流明/米2，称勒克斯(Lux)流明/cm2，称辐透(phot)(ph)1勒克斯(Lux)=10-4辐透(phot)(ph)五、出射度(面发光度)M光源表面上单位面积的面元发出的总光通量。M=dΦ/ds数值上等于通过单位面积所传送出去的光通量。也称功率密度。单位：流明/米2注意：照度中的光通量是面元所接收的光通量。出射度中的光通量是面元所辐射出的光通量。被点光源照明的物体，它又可看作是一个面光源。面光源的面发光度M与照度之间有关系：M=KE，K1（K接近于1，称白体；K甚小于1，称灰体；K恒为零，称绝对黑体。六、亮度B扩展面光源上的面元ds朗伯指出：*