最新5-光度学与色度学基础ppt课件.ppt

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1、5-光度学与色度学基础内容回顾及问题的提出：前面内容主要讲述几何光学的光线传播及正确成像问题——成像的位置、大小、虚实等但实际上光是以光能的形式传递的，在传递过程中光能损失情况，导致最后像面的亮暗程度不同（这其中还包括环境等因素对像面的影响）——须对光能进行度量概述▲光学系统是一个传输辐射能量的系统▲能量传输能力的强弱，影响像的亮暗▲辐射度学：研究电磁波辐射的测试计量计算的学科▲光度学：在人眼视觉的基础上，研究可见光的测试计量计算的学科辐射度学与光度学基础二.辐射度学中的基本量及其计量单位1、辐射通量单位时间内辐射体辐射的总能量-----辐射功率单位：瓦特（W）反映辐射强弱，是辐射体各波段

2、辐射能量的积分：辐射通量的波长分布函数2、辐射强度辐射体在某一指定方向上单位立体角范围内的辐射通量符号：单位：瓦每球面度（W/sr）表示辐射体在不同方向上的辐射特性3、辐射出射度辐射体上某一点附近某一微元面积上辐射的总辐射通量符号：单位：瓦每平方米（W/m2）不管向哪个方向辐射，描述辐射体表面不同位置上单位面积的辐射特性dsA4、辐射照度辐射照度与辐射出射度正好相反，不是发出辐射通量，而是被辐射体上某一点附近某一微元面积上接收的总辐射通量符号：单位：瓦每平方米（W/m2）dsA5、辐射亮度辐射体表面某点附近，在某一指定方向上单位立体角内单位投影面积上发出的辐射通量符号：单位：瓦每球面度每平

3、方米（W/sr.m2）描述了辐射体不同位置不同方向上的辐射特性几种光接收器的光谱灵敏度1为锑铯光电管，不能感受波长为0.6μm以上的红光；2是人眼；3是硅光电池；4是一种热敏元件三.人眼的视见函数辐射体发出电磁波，进入人眼，在可见光范围内，可以产生亮暗感觉；可见光范围内，人眼对不同波长光的视觉敏感度不同光度学中，为表示人眼对不同波长辐射的敏感度差别，定义了一个函数，称为视见函数，又称光谱光视效率。视见函数视见函数的相关因素受外界的照明条件影响而产生：①明视觉视见函数：最敏感波长为555nm（黄光），其相应的视见函数值V555=1，其它波长的V(λ)值均小于1。②暗视觉视见函数：最敏感波长为

4、507nm（绿光），V507=1，其它波长的V(λ)值均小于1。（明亮环境）（昏暗环境）举例：人眼同时观察距离相同的两个辐射体A和B，假定辐射强度相同，A辐射波长为600nm,B辐射波长为500nm。V(600)=0.631V(500)=0.323A对人眼产生的视觉强度是B对人眼产生视觉强度的0.631/0.323倍，近似2倍。若要使A和B对人眼产生相同的视觉强度，则辐射体A的辐射强度应该是辐射体B强度的一半。光度学中的光通量与辐射度学中的辐射通量相对应。假定有一单色光，其辐射通量为，其中能够引起视觉的部分为光通量--------用人眼视觉强度来度量的辐射通量。四.光度学中的基本量1、发光

5、强度和光通量光通量定义单位：流（明）lmKm为流明与瓦之间的换算系数，在明视觉中Km=683lm/W；在暗视觉条件下Km=1755lm/W发光效率光源的发光效率：光源发出的光通量与辐射通量之比，即为K=Φv/ΦeΦ/P式中，P为电光源的电功率。发光效率值标志了光源每瓦辐射功率所能产生的光通量（流明数）。意义：发光效率值标志了光源每瓦辐射功率所能产生的光通量（流明数）。几种常用电光源的发光效率：钨丝灯：1020钠光灯：约60卤素钨灯：约30高压汞灯：6070荧光灯：3060镝灯：约80氙灯：4060金属卤素放电灯：约80炭孤灯：4060LED照明灯：40-3002014年，美国科

6、锐公司(Nasdaq:CREE)宣布白光功率型LED实验室光效达到303lm/W发光效率发光强度发光强度与辐射度学中的辐射强度相对应。发光强度指指定方向上单位立体角内发出光通量的多少。也可以理解为在这一方向上辐射强度中有多少是发光强度单位：坎（德拉）cd计算举例：一个功率（辐射通量）为60W的钨丝充气灯泡，假定它在各方向上均匀发光，求它的发光强度。２、求发光强度：总立体角为１、求总光通量：2、光出射度和光照度光出射度：发光体表面某点附近单位面积发出的光通量dsA发光表面均匀发光情况下（lm/m2）光照度：某一表面被发光体照明，其表面某点附近单位面积接收的光通量。dsA被照表面均匀照明情况下

7、（lx）单位：勒克司1lx=1lm/m230~50lx50~70100~2001万3万~4万100~50010万0.23×10–4观看仪器的示值一般阅读及书写精细工作（修表等）摄影场内拍摄电影照相制版时的原稿明朗夏日采光良好的室内太阳直照时的地面照度满月在天顶时的地面照度无月夜天光在地面产生的照度常见物体的光照度值3、光亮度发光体表面某点附近微元面积在某一方向上单位立体角内发出的光通量。单位：坎/米2发光体某点在给定方向