《光辐射与测量复习》课件.pptVIP

**********************《光辐射与测量复习》本课件将回顾光辐射与测量的基本概念、常用仪器和方法。重点讲解光度学的基本单位、辐射度量和光度量之间的关系、光谱辐射度量等内容。by引言11.光辐射概述光辐射是一种能量形式，以电磁波的形式传播。22.光辐射与生活光辐射与我们的日常生活息息相关，例如照明、光合作用、通讯、医疗等。33.光辐射测量的重要性光辐射测量有助于我们了解光辐射的特性，并更好地利用光辐射。光源自然光源太阳是地球上最主要的自然光源，它向地球释放光和热。人造光源人类为了满足自身的需求，发明了各种人造光源，例如白炽灯、荧光灯、LED灯等。火焰火焰是常见的自然光源，如篝火、蜡烛火焰等，它们释放出光和热。光源的辐射特性光谱分布光源发射的光波长范围和能量分布辐射强度光源在单位立体角内发射的辐射功率辐射方向光源辐射能量的传播方向，可通过角度表示色温描述光源颜色，与黑体辐射的温度有关光的传播1直线传播光在均匀介质中沿直线传播。2折射光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变。3反射光遇到障碍物时，会改变传播方向，反射回原介质。4衍射光波遇到障碍物时，会绕过障碍物继续传播。光的传播方式决定了我们对世界的感知。光强与照度光强是描述光源发光强度的物理量，单位为坎德拉（cd）。照度是指光照射到表面上的光通量密度，单位为勒克斯（lx）。光强与照度的关系可以用以下公式表示：E=I/r^2，其中E为照度，I为光强，r为光源到照射表面的距离。光强和照度是光学领域的重要参数，在照明设计、光学测量等方面有着广泛的应用。测量光强的仪器光度计光度计可以测量光源的亮度，是测量光强的常用仪器。常用的光度计有数字式光度计、照度计。光谱仪光谱仪可以测量光源的光谱分布，用于分析光源的成分、颜色和能量。辐射计辐射计可以测量光源的辐射能量，通常用于测量太阳辐射、激光辐射等。测量光强的方法光强测量是光辐射测量中一个重要的内容，常用的方法包括直接测量法、间接测量法和比较测量法。1直接测量法利用光电探测器直接测量光强2间接测量法利用已知光强光源进行比较3比较测量法利用标准光源进行比较选择合适的方法，取决于光强大小、测量精度要求、环境条件等因素。测量光源的辐射功率方法一使用光度计测量光源的光通量，再根据光通量与辐射功率之间的换算关系求得辐射功率。方法二使用热电偶或热敏电阻等热电元件直接测量光源的辐射能量，并换算成辐射功率。辐射能量及其测量辐射能量辐射能量是光源在一定时间内发射的能量总量。辐射能量可以用焦耳(J)或瓦特秒(Ws)来表示。辐射能量可以用来描述光源的总能量输出，例如太阳辐射的能量。辐射能量测量辐射能量的测量可以通过辐射计来进行。辐射计可以用来测量光源在一定时间内发射的辐射能量总量。辐射能量测量在太阳能利用、光化学反应等领域都有重要的应用。辐射体的发射特性1发射率辐射体发射能量的能力，介于0到1之间，1表示黑体。2方向性辐射体在不同方向上的辐射强度差异，与辐射体的形状和表面性质有关。3光谱特性辐射体在不同波长上的辐射能量分布，与辐射体的材料和温度有关。4时间特性辐射体在不同时间上的辐射能量变化，例如脉冲辐射或连续辐射。黑体辐射黑体是理想化的物体，能够完全吸收所有波长的电磁辐射，且不发生反射和透射。黑体在热力学平衡状态下，其辐射光谱只与温度有关，而与物质本身的性质无关。黑体辐射的研究为理解光辐射的本质奠定了基础，并为光辐射测量提供了理论依据。功率辐射定律功率辐射定律描述了物体在不同温度下辐射能量的分布规律。不同温度下的物体辐射的能量分布不同。100高温辐射峰值位于可见光区域，物体呈红色。1000中等温度辐射峰值位于红外区域，物体呈黑色。10K低温辐射峰值位于微波区域，物体不可见。普朗克辐射定律普朗克辐射定律描述了黑体在特定温度下发出不同波长电磁辐射的能量分布规律。该定律是量子力学的重要基础之一，对光学、热力学、天文学等领域具有重要意义。1频率辐射能量与频率成正比。2温度黑体温度越高，辐射强度越大。3波长不同波长对应不同能量。4峰值辐射强度在特定波长处达到峰值。斯蒂芬-波尔兹曼定律斯蒂芬-波尔兹曼定律表明黑体辐射功率与温度的四次方成正比。该定律在热力学和辐射测量中有着广泛的应用。紫外辐射紫外线类型UVAUVBUVC皮肤影响紫外线照射会导致皮肤晒伤、皮肤癌等。眼睛影响紫外线照射会导致眼睛损伤，例如白内障。可见光辐射可见光辐