辐射度量与光度量

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1、《光电子技术》PhotoelectronicTechnique辐射度量与光度量主讲：周自刚助教：范宗学辐射度量光度量两者关系1231.2辐射度量和光度量44辐射度学与光度学辐射度学(Radiometry)：研究各种电磁辐射强弱的学科的一门科学光度学(Photometry)：研究可见光辐射强弱的学科—辐射度学的一部分光度学的研究基于两个基本假设：①光：沿光线方向进行的能量流，遵守能量守恒定律，即光束在单位时间内通过任一截面的能量为常数②光源：既可以是一个实际的发光体，也可以是光源自身的像或者是一个自身并不发光，但被另一光源照明的

2、物体表面43辐射度单位体系:辐通量（又称为辐射功率）或者辐射能是基本量，是只与辐射客体有关的量。其基本单位是瓦特（W）或者焦耳（J）。辐射度学适用于整个电磁波段。（是客观物理量体系）符号角标“e”表示辐射度物理量，角标“v”表示光度物理量。辐射度单位和光度单位两套不同的体系光度单位体系:是一套反映视觉亮暗特性的光辐射计量单位，被选作基本量的不是光通量而是发光强度，其基本单位是坎德拉。光度学只适用于可见光波段。（是主观生理反映量体系）42§1辐射度量①辐射能②辐射通量③辐射出射度④辐射强度⑤辐射亮度⑥辐射照度⑦光谱辐射度量41是

3、以辐射形式发射或传输的电磁波（主要指紫外、可见光和红外辐射）能量。当辐射能被其它物质吸收时，可以转变为其它形式的能量，如热能、电能等①辐射能40单位：焦耳J光源在单位体积内的辐射能称为光源的辐射能密度wewe=dQe/dV当辐射能被其它物质吸收时，可以转变为其它形式的能量，如热能、电能等用e表示，又称为辐射功率，是辐射能的时间变化率是单位时间内发射、传播或接收的辐射能②辐射通量39单位：瓦特（W）或焦耳每秒（J/s）就是辐射体在单位面积内所辐射的通量，是反映物体辐射能力的物理量——辐射出射度（Me）面光源A向半球面空间发射的

4、总辐射通量③辐射出射度38单位：瓦特每平方米（W/m2）是针对点辐射源而言定义的在单位时间内、给定方向上、单位立体角内所辐射出的能量点光源在有限立体角Ω内发射的辐通量Sdde④辐射强度单位：瓦特·球面度-1（W·sr-1）37由辐射表面定向发射的辐射强度与该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积的比值SddSd⑤辐射亮度单位：瓦特/球面度·米2（W/sr·m2）36辐射体的辐射强度在空间方向上的分布满足余弦辐射体的辐射亮度是均匀的，与方向角无关。余弦辐射体或朗伯体余弦辐射体的辐射亮度⑤辐射亮度余弦辐射体的辐射出射度

5、35投影在单位面积上的辐射通量，或照射在面元dA上的辐射通量与该面元的面积之比。注意：辐照度是指从物体表面接收辐射通量辐出度是指从面光源表面发射辐射通量⑥辐射照度单位：瓦特每平方米（W/m2）34⑦光谱辐射度量也叫辐射量的光谱密度，是辐射量波长的变化率。单位波长间隔内对应的辐射度量——光谱辐射度量33(1)光谱辐射通量Φλ:光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射通量，也称为光谱密度或单色辐射通量Φλ=∆Φe/∆λ⑦光谱辐射度量32在波长λ处的光谱辐射通量为Φλ（λ）=dΦe(λ)/dλ在整个光谱内，总的辐射通量为ΦeΦλ(λ)⑦

6、光谱辐射度量31(2)光谱辐射出射度Mλ:光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射出射度（单位面积）Mλ（λ）=dMe(λ)/dλMeMλ(λ)(3)光谱辐射强度Iλ:光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射强度（单位立体角）Iλ（λ）=dIe(λ)/dλIeIλ(λ)⑦光谱辐射度量30(4)光谱辐射亮度Lλ:光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射亮度（垂直于该方向的平面上的正投影面积）Lλ（λ）=dLe(λ)/dλLeLλ(λ)(5)光谱辐射照度Eλ:光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射强度（接受面）Eλ（λ）=dEe(λ)/dλEe

7、Eλ(λ)29由于大部分光源是作为照明用的，而且照明的效果最终是以人眼来评定的，因此，照明光源的光学特性必须用于基于人眼视觉的光学参数量——光度量来描述光度量是人眼对相应辐射度量的视觉强度值。能量相同而波长不同的光，对人眼引起的视觉强度是不同的。§2光度量①视见函数②光通量③发光强度⑤光照度28④光出射度⑥光亮度①视见函数27人眼对各种波长的光的感觉灵敏度是不一样的一般而言，对绿光最灵敏，而对红光较差国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，——标准广度观察者

8、的光谱光视效率（简称视件函数V（λ)）V(λ)≤1表标准适光性视见函数值辐射颜色λ/nmV辐射颜色λ/nmV辐射颜色λ/nmV紫4000.0004绿5300.8620橙6500.1070紫4100.0012绿5400.9540红6600.0610紫4300.0116黄5551