半导体照明技术(第二讲)ppt课件.ppt

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1、二、光度学及其测量照明光源和灯具的主要性能指标是光学参数。1、能量的辐射分布光源的总辐射能量是各种波长能量的总和，波长不同，能量也不同。我们称发光器件的辐射能量随波长而变化的情况为发光器件辐射能量的光谱分布，以PA表示。发光器件在λ1-λ2波长范围内的辐射功率可表示为：如果是全部波长范围内的辐射功率，则为：Pλ是一个相对的分布函数。光谱分布的两个主要参数是它的峰值波长和带宽。2、辐射度量及单位（1）辐射能U度量辐射能的物理量为辐射度，单位是：焦耳（J）。辐射能是一种传播着电磁波的能量。（2）辐射通量或辐射

2、功率P单位时间内流过面积元dσ的能量，称为流过的辐射通量，单位是：瓦（W）。（3）辐射强度J单位时间在单位立体角内所辐射的能量，单位为：W/sr。对于点辐射源，在整个空间的辐射通量P为：如果辐射通量在空间分布均匀，即Jφθ不随φ和θ而改变，则：（4）面辐射度M对于实际的辐射体，由于占有一定的面积，常用面辐射度来度量物体的辐射能力，定义为单位面积所辐射的通量，单位为W/m2。注：立体角其定义为任意一个封闭的圆锥面所围的空间。立体角是以锥的顶点为球心，半径为r的球面被锥面所截得的面积来度量的。当锥面在球面上截

3、得的面积为dA时，则该立体角dω的表达式为：立体角由上式可知，闭合球面的立体角都是4π。（5）辐射照度H落在单位面积上辐射通量的数值，单位为：W/m2。（6）辐射亮度R给定方向上单位有效面积在单位立体角内的辐射通量值，单位为W/m2.srRθ的数值与辐射面的性质有关，并且随给定方向而改变。2、朗伯定律对于某些面辐射源或理想的漫射面，辐射亮度Rθ不随给定方向θ变化，就称这些面辐射源是遵守朗伯定律的辐射源。这种源又称为余弦辐射体或朗伯光源，对于这些表面，所有方向亮度都相等，而且元表面dσ的辐射强度dJθ与表面

4、法线和给定方向间夹角θ的余弦成正比，即也可以写成式中，J0是垂直方向的辐射强度；Jθ是与J0成θ角方向的辐射强度。光是能量的一种存在形式，光对物质的作用是与光能量的转化相关的。在照明技术中，由于光作用于人的眼睛所产生的视觉强度，不仅与光能量的大小有关，还与光的波长有关，所以在照明技术中，为了更好地研究光在照明工程中的应用，通常采用的是以视觉效果来评价光辐射的量——光度量。在照明工程中，常用的光度量有光通量、发光强度、照度和亮度等。3、光度量（1）光能Q光能是指辐射能落于人眼而引起视觉的这部分能量的大小，单

5、位是lm·s。光通量是说明光源发光能力的基本量。光强度为1cd的点光源在单位立体角1sr(球面度)内发出的光通量为1lm—物理意义。（2）光通量F光通量是根据人眼对光的感觉来评价光源在单位时间内光辐射能量的大小，单位是流明，符号lm。当辐射体发出的辐射通量按V(λ)曲线的效率被人眼所接受时，其表达式为:40W白炽灯光通量为350Lm，36W荧光灯光通量为2500Lm（3）发光强度(光强)I一个光源在单位立体角dω内所发出的光通量称为该光源的光强Ⅰ，单位是坎德拉，符号：cd。若光源发射的光通量比较均匀时．各

6、个方向的光强相等，其值为发光强度是用来描述光源发出的光通量在空间给定方向上的分布情况的，1单位立体角内发出1流明的光称为1坎德拉。（4）面发光度L对于一定面积的发光体来说，在单位面积上所发出的光通量被称为面发光度。即面积为1m2的均匀发光面发出1流明的光通量，它与方向无关。4．亮度B亮度是描述发光面或反光面上光的明亮程度的光度量。并且,亮度考虑了光的辐射方向，所以它是表征发光面在不同方向上的光学特性的物理量。发光体的表面dσ在与其法线成θ角的方向上的亮度Bθ为：亮度的单位是尼特(nt)，1尼特(nt)=1

7、坎德拉／平方米(cd／m2)。即1m2发光面沿其法线方间发出1cd光强时，该发光面在其法线方向上呈现的亮度为1nt。注意：一般当亮度超过1.6×105cd／m2时，人眼就感到难以忍受了。常见发光表面的光亮度照度是描述被照面被照射的程度的光度量。照度的单位是勒克斯(lx)。1lx表示在1m2面积上均匀分布1lm光通量的照度值，即1lx＝1lm/m2。（6）照度E照度表示被照明物体的单位面积所接受的总光通量，即一般情况下，1lx的照度仅能辨别物体的轮廓；照度为5-10lx时，看一般书籍比较困难；短时阅读的照度

8、不应低于50lx。常见照度（勒克斯）：阳光直射(正午)下:100000阴天室外:10000商场内:500阴天有窗室内:100普通房间灯光下:100黄昏室内为:10照度计各光度量之间的关系图4、光度学参数的测量光度学参数包括法向光强、光强分布、半值角、总光通量、亮度、面发光度和照度等（1）法向光强Iv光强I的测定非常重要，如总光通量、亮度等都可以从I导出。有了标准光源和校正好视见度的接收器即可进行法向光强的测定。强度为I的标准光