光度学基本概念

来源:芭乐下载app 宝科技   发布时间:2011/06/16 16:58  浏览:1928

光度学只处理人眼可感知的光,即可见光,波长范围为380~780nm纳米。在可见光波段内,考虑到人眼的主观因素后的相应计量学科称为光度学。定义了光通量、发光强度、照度、亮度等主要光学光度学参量,并用数学阐明了它们之间的关系和光度学几个重要定律,如照度的叠加性定律、距离平方比定律、照度的余弦定律等,这些定律一直没用至今,实践已证明是正确的。
    光通量
    光通量明确的被定义为能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的大小的度量。辐射通量以光谱光视函数V(λ)(即视见函数,见可见光)为权重因子的对应量。设波长为λ的光的辐射通量为Φe(λ)。对应的光通量为 Φv(λ)=KmV(λ)Φe(λ) 式中Km为比例系数,是波长为5550埃的光谱光视效能,也叫最大光谱光视效能,由Φe和Φv的单位决定。光通量的SI单位为流明,Km=683流明/瓦。复色光的光通量需对所有波长的光通量求和。
    发光强度
    点光源在某方向上单位立体角内的光通量,记作Iv,即Iv=dΦv/dΩ。发光强度的SI单位为坎德拉,是光度学中的基本单位,1979年第十六届国际大会通过的坎德拉的定义为:坎德拉是发出频率为540×1012赫兹的单色辐射源在给定方向上的发光强度,该方向上的辐射强度为1/683瓦/球面度。
    光亮度
    它表示单位面积上发光强度。辐射亮度的光度学对应量,其定义为:lv=(div)/dscosθ 式中dS为面光源上的面积元,θ为面元法线与观察方向间的夹角,div是面元在观察方向的发光强度。光亮度的SI单位为坎德拉/米2。光亮度的其他常用单位有熙提和朗伯, 1熙提=104坎德拉/米2, 1朗伯=104/π坎德拉/米2。光亮度一般随观察方向而变,若一辐射体的光亮度是与方向无关的常量,则其发光强度与cosθ成正比,此规律称为朗伯定律,这种辐射体称为朗伯辐射体或余弦辐射体。黑体是理想的余弦辐射体。
    光照度
    单位受照面积上接收到的光通量,单位为lm/㎡ ,称勒克斯(lx)。发光强度为1lm的点光源在离光源的距离为r处的照度为:Ev=(Iv/r2)cosi 式中i为光沿r方向射到受照面时的入射角(与表面法线夹角)。入射光垂直入射时,cosi=0,Ev=Iv/r2 ,此即光照度的平方反比律。
    光出射度
    表征光源自身性质的一个物理量。光源的光通量除以光源的面积就得到光源的光出射度值

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