光度學(xué)基本概念

來(lái)源:林上科技   發(fā)布時(shí)間:2011/06/16 16:58  瀏覽:5947

光度學(xué)只處理人眼可感知的光,即可見光,波長(zhǎng)范圍為380~780nm納米。在可見光波段內(nèi),考慮到人眼的主觀因素后的相應(yīng)計(jì)量學(xué)科稱為光度學(xué)。定義了光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度等主要光學(xué)光度學(xué)參量,并用數(shù)學(xué)闡明了它們之間的關(guān)系和光度學(xué)幾個(gè)重要定律,如照度的疊加性定律、距離平方比定律、照度的余弦定律等,這些定律一直沒(méi)用至今,實(shí)踐已證明是正確的。
??? 光通量
??? 光通量明確的被定義為能夠被人的視覺(jué)系統(tǒng)所感受到的那部分光輻射功率的大小的度量。輻射通量以光譜光視函數(shù)V(λ)(即視見函數(shù),見可見光)為權(quán)重因子的對(duì)應(yīng)量。設(shè)波長(zhǎng)為λ的光的輻射通量為Φe(λ)。對(duì)應(yīng)的光通量為 Φv(λ)=KmV(λ)Φe(λ) 式中Km為比例系數(shù),是波長(zhǎng)為5550埃的光譜光視效能,也叫最大光譜光視效能,由Φe和Φv的單位決定。光通量的SI單位為流明,Km=683流明/瓦。復(fù)色光的光通量需對(duì)所有波長(zhǎng)的光通量求和。
??? 發(fā)光強(qiáng)度
??? 點(diǎn)光源在某方向上單位立體角內(nèi)的光通量,記作Iv,即Iv=dΦv/dΩ。發(fā)光強(qiáng)度的SI單位為坎德拉,是光度學(xué)中的基本單位,1979年第十六屆國(guó)際大會(huì)通過(guò)的坎德拉的定義為:坎德拉是發(fā)出頻率為540×1012赫茲的單色輻射源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度,該方向上的輻射強(qiáng)度為1/683瓦/球面度。
??? 光亮度
??? 它表示單位面積上發(fā)光強(qiáng)度。輻射亮度的光度學(xué)對(duì)應(yīng)量,其定義為:lv=(div)/dscosθ 式中dS為面光源上的面積元,θ為面元法線與觀察方向間的夾角,div是面元在觀察方向的發(fā)光強(qiáng)度。光亮度的SI單位為坎德拉/米2。光亮度的其他常用單位有熙提和朗伯, 1熙提=104坎德拉/米2, 1朗伯=104/π坎德拉/米2。光亮度一般隨觀察方向而變,若一輻射體的光亮度是與方向無(wú)關(guān)的常量,則其發(fā)光強(qiáng)度與cosθ成正比,此規(guī)律稱為朗伯定律,這種輻射體稱為朗伯輻射體或余弦輻射體。黑體是理想的余弦輻射體。
??? 光照度
??? 單位受照面積上接收到的光通量,單位為lm/㎡ ,稱勒克斯(lx)。發(fā)光強(qiáng)度為1lm的點(diǎn)光源在離光源的距離為r處的照度為:Ev=(Iv/r2)cosi 式中i為光沿r方向射到受照面時(shí)的入射角(與表面法線夾角)。入射光垂直入射時(shí),cosi=0,Ev=Iv/r2 ,此即光照度的平方反比律。
??? 光出射度
??? 表征光源自身性質(zhì)的一個(gè)物理量。光源的光通量除以光源的面積就得到光源的光出射度值

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