光度学在光学系统中的应用

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1、二、折射情形§6-7光学系统中光束的光亮度d分析：L一、在均匀介质中dsnddsdPn1光亮度L,dsdsndsnd讨论入射光亮度L1时，ds1应该在分界面附近n2ds由ds输入到ds上的光通量dLdsdLds2取，d也应该是这个面对应的立体角。121111112lds由ds发出的光通量dLdsdLds122222222l不考虑光能损失，输入到ds上的光通量d应该等于由ds发出的光通量d2122dsdsLds2Lds1112222llLL12结论：在均匀透明介质中，如果不考虑光能损失，位于同

2、一条光线上的各点，在光线进行的方向上光亮度不变。dL11dsdn1nsinInsinIds1122dA1B1C1D1A1B1A1D1rdI1rsinI1dsinIdId1r2r2r211ncosIdIncosIdI111222dsdscosIn1cosIdIn112dL1cosIdIn2211入射光光亮度dscosIsinIdId1112d2L2sinI1cosI1dI1n2L2折射光光亮度2dscosI2sinI2dI2dL1sinI2cosI2dI2n1dd12Lds

3、cosIsinIdIdLdscosIsinIdId11112222LcosIsinIdI2111LcosIsinIdI1222三、反射情形四、理想光学系统中像的光亮度反射可以看成n=-n’的折射，2像点A’和物点A的亮度关系Ln221Ln2n211LL()LLn21物像方折射率相同时，L=L’综上：光束的光亮度L存在以下普遍关系式LLL12kL2220折合光亮度实际光学系统中，考虑到光能损失，n1n2nkn2LL()n如果不考虑光束在传播过程中的光能损失，则位在同一条光线上为光学系统的透过率。的

4、所有各点，在该光线传播方向上的折合光亮度不变。1§6-8像平面的光照度举例：星点检验一、轴上点的光照度已知：成像物体光亮度L,像方孔径角为u’dduu求:像面光照度E’灯泡2观察显微镜d'L'ds'sinu'星孔max聚光镜被检物镜平行光管物镜d'2n'22E'L'sinu'L()sinumaxmax星点发出的进入系统光通量dLdsdds'nnn',2E'Lsinumax1、由于轴外光束倾斜后，出瞳在光束垂直方向上二、轴外像点的光照度公式的投影面积减小。轴外点的发光强度比轴上点的发光强度I0

5、小。II0cosI0cos''B’Icos2、照明距离比轴上点的照明距离增加，E'2lll/cos''A’0E’Icos代回E'2ll0I0cos'cos'I04E'cos'得22l0l0像平面上轴外点的光照度一定小于轴上点cos'的光照度。由于轴上点光照度E'I0所以E'cos4'02l0E0'E'4系统中存在斜光束渐晕时，Kcos'E'0§6-9照相物镜像平面的光照度和光圈数二、光圈、光圈数一、像平面光照度光圈：相对孔径DsinU'max分度的方法是按每一刻度值对应的像

6、面照度减小一半。2f'U’maxD相对孔径按1:2等比级数变化。代入E'Lsin2U'H’0max1:11:1.418:21:2.……11:1112:61:2f’2得DE'L0光圈数：相对孔径的倒数，用F表示。F制光圈4f'DA物镜的相对孔径f'2假定某个透镜透过率为，相对孔径为Df'D2D2H=Et()T()T制光圈f'f'这样，像平面光照度公式可以写为D2E'L04f'T三、曝光量假定像面照度为E，曝光时间为t,底片上单位面积接受的曝光亮H为H=Et(lx.s)2、外界物体的分

7、类§6-10人眼的主观光亮度发光点一、基本概念发光体对人眼的视角很小，在视网膜上所成的象小1、主观光亮度于一个视神经细胞的直径定义：外界物体对人眼的刺激强度。特点：人眼对亮暗的感觉，属于主观范畴。发光面表示方法：发光体对人眼张角较大，在视网膜上所成的象有一•主观光亮度可以用具体的光度学的量来表示定面积•不同的外界物体对应不同的物理量二、人眼直接观察发光点时的主观光亮度2、计算公式aA由光通量公式：aAll’=f’dIdll’=f’ds(a/2)2a2而d222rl4l1、衡量标准：2a进入人眼的光通量因此dI24

8、l32a三、人眼对发光面的主观光亮度dI24l结论：ua•主观光亮度与物体发光强度I、人眼瞳孔llf直径a的平方成正比n22•与距离平方成反比像平面光照度公式EL()sinumax