x第5章microsoft powerpoint 演示文稿

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1、第五章光度学和色度学基础第一节辐射量和光学量及其单位第二节光传播过程中光学量的变化规律第三节成像系统像面的光照度色度学：一门研究彩色计量的科学。辐射度学：研究各种电磁辐射强弱的学科。光度学:研究可见光强弱的学科。110-15m106m2立体角定义：一个任意形状的封闭锥面所包围的空间单位：Sr（球面度）dΩ=dsn/r2dsdΩ发光体都是在它周围一定空间内辐射能量，因此有关辐射能量的讨论和计算问题，将是一个立体空间问题。立体角——光度学中常用的几何量。数学表达式:顶角3第一节辐射量和光学量及其单位辐射量:描述电磁辐射的物理量。光学量：按视觉响应原则建立的表征可见光的量。一、辐射量（

2、6个）1．辐射能：定义：以电磁辐射形式发射、传输或接收的能量。单位：焦耳（J）2．辐通量：定义：单位时间内发射、传输或接收的辐射能。单位：瓦特（w）辐射量光学量关系43．辐出度：定义：辐射源单位发射面积发出的辐通量。单位：瓦特每平方米（W／m2）4．辐照度：定义：辐射照射面单位受照面积上接受的辐通量。单位：瓦特每平方米（W／m2）。5．辐强度：定义：点辐射源在某一方向，单位立体角内发出的辐通量。单位：瓦特每球面度（W／sr）。5定义：辐射面在垂直于θ方向的平面上的单位面积单位在立体角内发出的辐通量。6、辐亮度：单位：瓦特每球面度平方米[W／（sr·m2）]。二、光学量（5个）1、

3、光通量：定义：标度可见光对人眼的视觉刺激程度的量。单位：流明（lm）。62、光出射度：定义：光源单位发光面积发出的光通量。单位：流明每平方米（lm／m2）3．光照度：定义：单位受照面积接受的光通量。单位：勒克斯（lx）4．发光强度：定义：点光源在某一方向，单位立体角单位：坎德拉（cd）5．光亮度：定义：面光源在垂直与θ方向的平面上的单位面积在单位立体角内发出的光通量。单位：坎德拉每平方米（cd/m2）内发出的光通量。7三、光学量和辐射量间的关系1、光谱光效率函数(视见函数)定义：人对不同波长光的响应灵敏度是波长的函数。明视觉：任一波长为λ的光和波长为555nm的光，产生相同视觉所

4、需的辐射通量之比。暗视觉：82、光学量和辐射量间的关系在附近的小波长间隔内，光通量和辐通量之间的关系：明视觉条件：暗视觉条件：Km＝683(1m／w)K’m＝1755(1m／w)整个可见辐射范围内的总光通量:明视觉:暗视觉:Km、Km’——单色光的绝对光谱光效率值9第二节光传播过程中光学量的变化规律一、点光源在距离为r处的表面上形成的照度点光源S的发光强度为I(光通量)点光源面光源元光管反射和折射余弦辐射体10根据照度的定义：∵∴照度平方反比定律：点光源在被照表面上形成的照度与被照面到光源距离的平方成反比。11二、面光源在与之距离为r处的表面上形成的照度发光面受照面面光源的亮度1

5、2面光源在与之距离为r的表面上形成的光照度与光源的亮度L、面积dAS，以及两个表面的法线分别与r夹角的余弦成正比，与距离r的平方成反比。13三、单一介质元光管内光亮度的传递元光管：两个面积很小的截面构成的直纹曲面包围的空间。元光管的性质：光在元光管内传播，无光能损失。L1L214通过1面的光通量：通过2面的光通量：元光管的性质：即：光在元光管内传播，各截面上的光亮度相同。15第二节光传播过程中光学量的变化规律一、点光源在距离为r处的表面上形成的照度二、面光源在与之距离为r处的表面上形成的照度三、单一介质元光管内光亮度的传递四、光束经界面反射和折射后的亮度16入射光的光通量反射光的

6、光通量折射光的光通量根据反射定律根据折射定律和能量守衡定律当17一光束投射到两透明介质的界面时，会形成反射和透射两路光束，两光束的方向分别由反射定律和折射定律确定。两光束的亮度分别为:反射光束的亮度:透射光束的亮度:当时:光束经理想折射后，光亮度将产生变化，但值保持不变.结论:18五、余弦辐射体1、定义：发光强度满足的发光表面。2、余弦辐射体的光亮度：常数余弦辐射体在各方向的光亮度相同。3、分类：自发光、透射、反射194、余弦辐射体发出的光通量：5、余弦辐射体的光出射度：20例：假定一个钨丝充气灯泡的功率为300W，发光效率为20Im/W，灯丝尺寸为8×8.5mm2，可看作两面发

7、光的余弦辐射体，求灯丝面内的平均光亮度。解：发光面所发出的总光通量为由于灯丝可看作两面发光的余弦辐体，根据得灯丝面内的平均光亮度为21第三节成像系统像面的光照度一、轴上像点的光照度发出的光通量：接受的光通量：LL’考虑能量损失τ透射比22轴上像点的光照度为:当系统满足正弦条件时轴上像点的照度与孔径角正弦的平方成正比，和线放大率的平方成反比。23二、轴外像点的照度:像面轴点上的照度在物面亮度均匀的情况下，轴外像点照度降低。24三、光通过光学系统时的能量损失(反射、吸收)透射比：反射