光度学的基本单位
51光度学中的基本量及单位
第五章 光度学光能是系统设计中另一个非常重要的问题,由于任何一个接收器件，所能接收的光能都有一个最低阈值。
以人眼为例，它所能感受到的最低照度为（勒克斯），相当于一支蜡在之外产生的光照度。
可见人眼对光是相当灵敏的，我们希望所设计的系统所成的像具有足够好的照度／足够多的能量。
lx 910−km 30§5－1 光度学中的基本量及单位一、辐射量―――指描述电磁波的物理量描述电磁波的物理量比较多，例如：辐通量、辐照度、辐出射度等。
1、辐射能（表示）――指以电磁辐射形式发射、传输或接收的能量。
单位：（J 焦尔）e Q 它是由辐射体发出的，常见的辐射体分为二大类：一次辐射源――本身发射辐射能的物体，例如：太阳、各种灯；二次辐射源――受别的辐射体照射后，反射／透射能量的物体，例如：月亮，被照明的物体。
2、辐通量（e φ）――单位时间内发射、传输、接收的辐射能叫辐通量。
单位：W （瓦）对某一辐射体而言，它发出的辐射能具有一定的光谱分布（即由各种不同的波长组成），而每种不同的波长其辐通量也不同。
总的辐通量＝各个组成波长的辐通量总和。
若设在极窄的波段范围λd 内，所辐射出的辐通量为e d φ，则有：λλφφd d e )(=式中)(λφ――是辐通量随波长变化的函数；上式表示的是小量值，那么在整个波段内所辐射的总的能量为： λλφφd e ∫=)(此外，还有：辐出射度（）、辐照度（）、辐亮度（）等等。
e M e E e L 二、 光学量对于光辐射中的物理量是比较多的，其意义与辐射量的意义也基本相同，故为了区别起见，我们用符号进行区别，它们的主符号是相同的，但是下角标有区别：辐射量――下角标e ；光学量――下角标v 。
1、接收器的光谱响应物体经过系统进行成像，最终的像都是由接收器类进行接收的，接收器的不同，对光谱响应的范围也各不相同。
对于目视光学系统而言，人眼对不同的波长响应程度也相差非常大，在这里引入了光谱光视效率的概念加以理解。
基础光色度学术语定义
光度学术语定义1.光通量在光度学中，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。
2.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。
3.光亮度光亮度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。
4.光照度英文名称：illuminance 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。
5.光射出度从辐射源单位表面积发出的光通量。
基本光度单位和应用
光源光谱
2020/7/22
显色指数
❖ 显色指数 -即用数字来表达演色能力
带有黄色滤片的白炽灯光照下的显色性 在低压钠灯光照下的显色性
2020/7/22
显色性
❖ 玩具马在不同 显色性光源下 ，所呈现颜色 不同。
2020/7/22
显色性
❖ 低压钠灯的显色性很差，而白炽灯的显色性很好。白炽 灯能真实再现物体的颜色。低压钠灯却变魔术似地将蓝 纸变成了黑色。为什么蓝纸在低压钠灯照射下变黑了呢 ？
间内光辐射能量的 大小。光通量是说 明光源发光能力的 基本量。
2020/7/22
光效η
光效η
单位：lm/W 光效是指电能转换成光能 的效率。
lm/W
白炽灯
卤素灯 金卤灯 高压钠灯 荧光灯
LED
10 - 15
15 - 25 60 -100 100－130 60 -100
60 -120
2020/7/22
2020/7/22
常见光源的色温
❖ 色温 ❖ <3300K
灯 ❖ 3300～5300K ❖ >5300K
光源 白炽灯/卤钨灯/高压钠灯/节能灯/荧光
混光汞灯/金卤灯/节能灯/荧光灯 高压汞灯/节能灯/荧光灯
2020/7/22
色温在色度图上的描述
2020/7/22
照度与色温关系
❖ 为了使照明具有良好的效果，所选用的光源的色温必须 与要求的照度相适应。
1/9 lx 1/4 lx 1 lx
1m
2020/7/22
2m
3m
2r
r
E
E
E 平方反 比从何 来？
2020/7/22
光源照明示意
光度学基本概念
Me
Me d e ds
d e
Ee
Ee d e ds
d e
A ds
A ds
单位：瓦每平方米（W/m2） 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
光度学基础 五、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：
x l x x2 1
P
l2
K e 15 100 119.36cd 4 4
x
l
令OP x, 则l x 2 1, cos
I ( x / x 2 1) 代入E公式得E x2 1
l2
2
要使B点光照度最大，令 整理化简后得1 2 x 2 0 x 0.7071m
o
光度学基础 二、立体角的计算 假定一个圆锥面的半顶角为 ，求该圆锥所包含的立体角大小。 以r为半径作一圆球，假定在圆球上取一个 d 对应的环带，环带宽度为 rd ，环带半径 为 r sin ，所以环带长度为2r sin ，环带总 面积为
ds rd 2r sin 2r 2 sin d d 它对应的立体角为 ds 2 sin d 2d cos r2 将上式积分得
代回发光强度表示式， 若
I 683V ( ) I e
K ( )表示辐射通量中有多少可以转变为光通量。
I 1cd d 1sr 则 d Id 1 流明（lm）
光度学基础 4、连续光谱的光通量计算 有了光谱光视效能后，光通量公式可写成
d CV ( )d e K ( )d e
§6-5
一、光照度公式
假定点光源照明微小平面ds，ds离开光源距离为l，表面法线 方向与照明方向成 ，若光源在此方向上发光强度为I，求光 源在ds上的光照度。
光学单位sr-概述说明以及解释
光学单位sr-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面进行展开：光学单位sr（Steradian）是国际单位制中用于描述空间角的单位。
空间角是指立体角，用来衡量来自某个点源的辐射或光线在空间中的分布。
sr是国际单位制中的基本单位，它的定义基于二维球面部分。
当位于球心的点源发出的光线或辐射在距离球心1米处的球面上的投影面积为1平方米时，所对应的立体角为1sr。
换句话说，1sr的立体角涵盖了球面上的单位面积。
与平面角不同，立体角不仅考虑了光线或辐射的分布角度，还考虑了其在空间中的传播范围。
通过引入光学单位sr，我们可以更准确地描述和计算光线的辐射强度或光通量以及接收器的感知范围。
光学单位sr在许多领域中都有广泛的应用，特别是在光学、光电子学和辐射传输领域。
例如，在照明工程中，我们可以使用sr来描述灯具的光束角度，以确定其辐射范围和照明强度分布。
在摄影和摄像领域，sr可以被用来衡量镜头的视角和视野范围。
在激光工程中，sr可以用来描述激光束的扩散角度和光束发散性能。
总之，光学单位sr是国际单位制中用于描述空间角的重要单位。
通过使用sr，我们可以更准确地描述和计算光线的辐射强度和分布，从而在光学应用和相关领域中提供更精确和可靠的计量基础。
1.2 文章结构文章结构:本文旨在介绍光学单位sr的相关知识。
文章分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将对本文的主题进行概述，说明本文介绍的是什么，以及为什么选择这个主题进行研究。
同时，我们还将介绍文章的结构和目的，以便读者能够更好地理解和阅读本文。
在正文部分，我们将展开论述，分为两个要点进行介绍。
第一个要点中，我们将详细介绍光学单位sr的定义、起源和应用领域。
我们将从历史角度出发，追溯光学单位sr的提出和发展过程，以及在光学研究中的重要意义。
同时，我们也将介绍在不同领域中如何使用光学单位sr进行测量和计算，以及其在实际应用中的优势和局限性。
背光模组相关光学简介
背光模组相关光学简介内容大纲一.光度学的几个基本单位二. CIE XYZ 表色系統三. 散射与光谱四.色温的含义和相关色温五. 导光板中的光学现象六. 常用LED介绍一.光度学的几个基本单位❖1：光通量功率❖光通量Ø（lm、流明）：描述人眼视觉感受的光功率。
流明是均勻的点光源发出一个烛光（CD、坎德拉）的发光強度的光通量进入一个单位立体角的功率。
❖2：光照度每单位面积的功率❖照度EV(L X、勒克斯)：描述一个被光照射面上的照明强弱叫照度。
❖ 1 Lux(lx) = 1 lm/m2❖3：发光強度每单位立体角的功率发光强度I V(CD、坎德拉):描述点光源在某方向发光强弱。
物理学定义：在标准大气压下，处在铂凝固温度（2045K）的绝对黑体的1/600000平方米表面上的发光强度为1烛光。
❖4：亮度（辉度）每单位面积,每单位立体角的功率❖亮度LV(cd/m2)描述：单位投射面积的发光强度。
1 lm/m2-sr= 1 cd/m2= 1 nit二：CIE XYZ 表色系统❖CIE：Commission Internationale de l'Eclairage国际照明委员会❖1931 年标准：用XYZ三标准色刺激值(色量)來定义所有可见色，并使所有混色系数为正值。
X = 2.7689 R + 1.7517 G + 1.1302 BY = 1.0000 R + 4.5907 G + 0.0601 BZ = 0.0000 R + 0.0565 G + 5.5943 B❖(x, y) 座标系統＝色度❖标准白色点的座标为（0.3127 , 0.3291）二：CIE XYZ 表色系统1=++++=++=++=z y x Z Y X Zz ZY X Yy ZY X XxCIE 1931 以后的发展❖CIE 1931：以2°视野基础，可应用至4°视野。
❖CIE 1964 X10Y10Z10 輔助表色系统：10°视野。
光度单位的表示方法
光度单位的表示方法光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量，以I 表示，单位为坎德拉(candela，简称cd)。
1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量。
勒克司(lux，法定符号lx)照度单位，为距离一个光强为lcd的光源，在1米处接受的照明强度，习称：烛光。
米。
亦即距离该光源1米处，1平方米面积接受1lm光通量时的照度。
光度量几何学名称符号单位英文名光强度I坎德拉Candela(cd)光照度E勒克斯Lux(lx)光亮度L尼特Nit光通量φ流明Lumen(lm)与心理学关系密切的单色光单位有：1、光强度光强度(luminous intensity)是光源在单位立体角内辐射的光通量，以I 表示，单位为坎德拉(candela，简称cd)。
1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量。
2、光通量光通量(luminous flus)是由光源向各个方向射出的光功率，也即每一单位时间射出的光能量，以φ表示，单位为流明(lumen，简称lm)。
3、光照度光照度(luminance)是从光源照射到单位面积上的光通量，以E表示，照度的单位为勒克斯(Lux，简称lx)。
4、反射系数人们观看物体时，总是要借助于反射光，所以要经常用到"反射系数"的概念。
反射系数(reflectance factor)是某物体表面的流明数与入射到此表面的流明数之比，以R表示。
5、光亮度光亮度(luminance)是指一个表面的明亮程度，以L表示，即从一个表面反射出来的光通量。
不同物体对光有不同的反射系数或吸收系数。
光的强度可用照在平面上的光的总量来度量，这叫入射光(inci-dent light)或照度(luminance)。
若用从平面反射到眼球中的光量来度量光的强度，这种光称为反射光(reflection light)或亮度(brightness)。
例如，一般白纸大约吸收入射光量的20%，反射光量为80%；黑纸只反射入射光量的3%。
光度学四个光度名词讲解
光通量=4πlm=12.566lm
光通量F(lm)定义 定义 光通量
定义：标准蜡烛1面度角光通量 1lm=标准蜡烛F /4π。 光通量F；单位lm。
用途：主要用于衡量光源能力， 一支60W白炽灯约750lm。
特征： 没有方向概念，没有密度 概念, 是区域片总和值。
照度E(lx)定义 定义 照度
定义：标准蜡烛1米处照度L=1lx。 得公式 ：E=F/A 式中：F光通量 ； A面积；单位平方米 m2。 式意义；照度定义为流明每平方米。 用途：主要用于衡量照明能力
亮度L(cd/m2 )定义 亮度 定义
定义：距离标准蜡烛1米处设个屏幕，从远处对着 烛光 方向看屏幕亮度=1/π cd/m2。 （注）
用途：主要用于衡量屏幕亮度 距离1m
特征：有方向概念，（有发光角度概念）， 有密度概念, 是点数值。
注：面发光
定义小结
为了便于记忆：设光强1cd点光源外套半径1米圆球。
亮度Ｌ（ 亮度Ｌ（cd/m2 ）看到马路上一排路灯， Ｌ（ 近的比远的亮？
正确答案是一样亮。视觉对物体远近在视网膜成像有 尺寸改变亮度无变化。
四种单位可否换算：有否先决条件？ 四种单位可否换算 如何换算？
先决条件是近似点光源可以换算： 已知光强cd和发光角度求光通量。
F= I 2π (α /180 ) 2 。 α < 180 o ; F= I 2π(２- ((360-α) /180)2 )。 α > 180 o ; 式中F光通量；I光强： α 发光角度：单位度o 。
概念
在说明四个光度单位前，设想一下如果是你应该如何来衡 量光的度值。
光的多少称 光通量
就如日常生活衡量钱币的多少单位是元一样 ，衡量光多少 的单位是光通量 lm。 可以讲600lm灯泡比150lm灯泡光多发光 450lm。 光通量 F (Luminous flux) 单位： lm (lumen)（读流明）
光度学的几个基本概念
0、前言经常发现一些爱好者对对光度学的一些基本概念比较模糊，比如到底什么是亮度？衡量亮度的单位是什么？如何测量亮度？本文将试图以不失严格性的情况下尽量通俗的回答这些问题，因此，文中列举了大量的例子，同时给出四个量之间的关系和转换算法，这也是大多数光学书里所没有的。
光度学与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度（I、Intensity），单位坎德拉，即cd。
定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。
因此，购买LED的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。
另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm 的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。
之所以用发光强度来表示手电或LED，是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。
基础光色度学术语定义
光度学术语定义1.光通量在光度学中，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。
2.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。
3.光亮度光亮度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。
4.光照度英文名称:illuminance 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。
5.光射出度从辐射源单位表面积发出的光通量。
《光度学基本知识》课件
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
光的反射定律：光在两种介质的交 界面发生反射，入射角等于反射角
光的全反射定律：当光从一种介质进 入另一种折射率较大的介质时，如果 入射角大于临界角，光将全部反射回 原介质
光的反射定律：光在两种介质的界面上，从一种介质进入另一种介质时，会发生反射现象。
反射定律的内容：入射角等于反射角，即入射光线与反射光线在同一平面内，入射光线与反射 光线的夹角相等。
光的折射定律可以用斯涅尔定律来描述，即光在两种不同介质中的传播速度与介质的折射率成正比。
光的折射定律在实际生活中有很多应用，例如光学仪器、光纤通信等。 光的折射定律还可以用来解释一些自然现象，例如彩虹、海市蜃楼等。
光的吸收定律是光度学的基本定律之一，描述了光与物质相互作用的过程。 光的吸收定律表明，当光通过物质时，一部分光会被物质吸收，另一部分光会穿过物质。 光的吸收程度与物质的性质、光的波长、光的强度等因素有关。 光的吸收定律在光学、光电子学、光化学等领域有着广泛的应用。
光度学的基本应用
照明设计原则：满足视觉需求，提高工作效率 照明设计方法：根据空间功能、环境特点选择合适的照明方式 照明设计要点：考虑光源、灯具、照度、色温等因素 照明设计应用：办公室、商场、住宅、学校等不同场所的照明设计
曝光控制：通过调整光圈、快门速度和ISO值来控制曝光量
构图技巧：运用三分法、对称法、引导线等构图技巧来增强照片的视觉效果
投影仪：利用光 学原理，将图像 投影到屏幕上， 实现大屏幕显示
光度计：用于测量光强的仪器 光度计原理：利用光电效应，将光强转换为电信号 光度计分类：照度计、亮度计、色度计等 光度计应用：照明设计、摄影、电影制作等领域
光度学的未来发展
光度量的几个单位
光度量的几个单位光通量luminous flux光通量的单位是流明（lumen）,是光度量的基本单位，表示可见光源所有的光输出量。
因此，光通量的测量要求能够将所有的光能量收集到光探测器上，对于发散光源，如LED、灯源等，光通量的测量就比较困难，这时就要用积分球来测量。
光照度illuminance光照度是指单位面积所接受的入射光的量。
在英制单位里，1平方英尺的面积上接受到1个流明的光通量，定义为1footcandel。
公制单位中，每平方米1个流明为1勒克斯（lux）,10.76lux=1footcandle.当然，探头不可能有这么大的面积，所以，探头的面积要相应的乘以一定的倍数。
由于探头的面积不再由被照射的面积决定，因此当测量值超过探头的测量范围或在矫正光学的后面时，就要特别注意。
例如，照度测量时，经常由于光线偏离垂直光轴而造成测试错误。
这时，探头就要配一个余弦校正器。
由于余弦接受器仍然要投影到探头上，因此，余弦接受器的面积并不是探头的面积，只是代表测试面积。
光出射度（luminous exitance）光出射度是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。
光出射度用lumen/㎡表示，但与照度测试和lux不同，光出射度中的面积是指光源的面积，而不是被照射的面积。
平板发射会测试该值。
光强（luminous intensity）光强也是表征光源的性质的物理量，是指所有的直射光和发散光。
用均匀发射到球面角的光通量来表示光强的大小。
光强的基本单位是坎德拉（candela）,相当于1流明/球面度（lumen/steradian）。
光强的定义有两点需要说明，一、该测量不适用于校正光源；二、对非均匀发射源，光强是不确定的。
要得到光强值，必须知道探头的面积（或由探头前面的光圈决定的面积）和测量的距离，这样就可以计算出球面角，用光通量的数值除以球面角，就得到光强值。
光亮度（luminance）如大家所知的亮度（brightness）,光亮度（luminance）也是对相对平坦、均匀的平面反射或发射的光的量测。
光度学单位基础
书本镜面反射的干扰
书本的光幕反射例
眩光的评价: 室内:不能有失能眩光,只有不舒适眩光,
有统一的眩光值UGR评价.
没有感觉-------可接受-------不能忍耐 10 19 ---22 30
室外:
一种两者兼顾的眩光评价指数GR: GR=27+24log(Lv/Lav 0.9) Lv:该方向的光幕亮度;Lav:该方向平均亮度. GR的值,有0---100, 感觉不到-------可接受------- 严重 小 <50 大
光通量的单位:流明(lm) 眼睛视网膜上的视觉细胞
明视觉:锥体细胞 >3cd/m2. 暗视觉:杆体细胞<0.003cd/m2.
两种视觉细胞的光谱光视效率是不同的. 分别是光谱光视效率V(λ)和V’(λ)曲线 目前的光通量由V(λ)计算得到的
明视觉,中间视觉和暗视觉说明
1W功率555nm的黄绿光发出的光通量是: 683 lm. 说明: 对人的眼睛555nm的黄绿光最敏感. 其它颜色的 光线的敏感度 低于555nm的 值. 有V(λ)曲线.
相同的功率(W),不同的光源得到的光通量 (Φ)是不同的: 400W高压钠灯48000lm----120lm/w 400W高压汞灯21600lm-----54lm/w 400W金卤灯38000lm------95lm/w 发光效率就能说明这个问题.
发光效率(luminous efficiency):
谢 谢
出光度和亮度的计算(从照度算亮度)
发光体的亮度举例: 钨丝灯､HID灯: ~106 cd/m2. 荧光灯:T12:3-4000 cd/m2. T8卤粉:>8000 cd/m2. 三基色粉:>10000 cd/m2. T5:16000 cd/m2. CFL:40000 cd/m2. 人眼适应的最好亮度:100 cd/m2. 白云:8000cd/m2. 道路:0.5-2.0 cd/m2.
常用的光度量单位
常用的光度量，希望对大家学习有帮助！A光通量：单位时间内光辐射能量的大小。
它表示光源的发光能力。
公式为：式中Km—最大光谱效能，683lm/W---明视觉光谱光效率---光谱辐射通量（辐射功率）---光通量单位：流明lm,指1cd的均匀点光源在1Sr内的光通量。
发光强度（光强）：光通量的角（空间的）密度，即在一定方向上的单位立体角内所发出的光通量。
常用于说明光源和灯具发出的光通量在空间各方向或选定方向上的分布密度。
公式为：立体角：是任意一封闭的圆锥面内所包含的空间。
单位是球面度(Sr)，即以锥顶为球心，以r为半径作一圆球，如果锥面在圆球上截得的面积A为r的平方，则该立体角为一个单位立体角，而一个球体包含4π球面度。
发光强度的单位：是坎得拉cd，1cd=1lm/Sr，是国际单位制的基本单位。
1979年10月第10届国际计量大会通过的坎得拉定义为：一个光源发出频率为540.0E12Hz的单色辐射（对应于空气中波长为550nm的单色辐射），若在一定方向上的辐射强度为1/683W/sr，则光源在该方向上的发光强度为1cd。
照度：单位面积（被照射面）上入射的光通量。
公式为：单位：勒克斯lx。
注：1lx的照度是比较小的，在此照度下仅能大致辨认周围物体。
晴朗的满月夜晚，地面照度大约为0.2lx；白天采光良好的室内照度为100-500lx；晴天室外太阳散射光下，地面的照度约为1000lx；中午太阳光照射下，地面的照度可达100000lx。
光出射度：单位面积（发光面）上发射的光通量。
公式为：单位：辐射勒克斯rlx。
亮度：在一个广光源上取一个单元面积dA，从与表面法线成角的方向上去观察，在这个方向上的光强与所可见的光源面积之比，定义为光源在该方向的亮度。
公式为：单位：尼特（坎得拉每平方米）cd/squr-m。
注：太阳的亮度为1.6*10E9以上，碳极弧光灯(1.8-12)*10E8，钨丝灯(2.0-20)*10E6，蜡烛(0.5-1.0)*10E4，蓝天0.8*10E4。
光电子激光技术
1第一章光辐射范围：0.01—lOOOum ；包括：紫外辐射＜可见光（0.38—0.78）＜红外辐射光辐射:以电磁波形式或粒子（光子）形式传播的能量,可用光学元件反射、成像或色散，这种能量及其传播过程计量光辐射的俩套体系：1、辐射度单位体系；2、光照度单位体系光通量单位：lm （流明）发光强度单位：cd （坎德拉）---光度学基本单位光照度单位：1x （勒克斯）=lm/m 2辐射照度单位：W/m 2光与原子作用的三种跃迁:1、受激吸收（低能态受光照）；2、自发辐射（高能态不稳定）3、受激辐射（高能态在自发辐射前受外来光子影响）激光产生的条件：1、粒子数反转（前提）外界输入能量的过程“泵浦”2、光学谐振腔（必要）3、阈值条件（决定性）当光在腔内来回一次，增益大于损耗才产生激光激光的三能级系统：泵浦使原子吸收能量跃迁到高能态E 鈔Es 不稳定（平均寿命约10^s ）t 无辐射跃迁到亚稳态耳（平均寿命约10'Ms ）.激光的优越性：“一高三好“-高亮度、好方向性、好单色性、好的时间空间相干性 YAG 激光器：基质晶体Y 3A15O 12热物理性能好，使激光器既连续工作又可高效率脉冲工作。
LD ：激光二极管或半导体激光器LD 能带的产生:共有化运动使得本来处于同一能量的电子发生了能量的微小差异，其势能具有晶格的周期性，因此晶体的能谱在原子能级的基础上分裂成能带价带：行程共价键的价电子所占据的能带导带：自由电子占据的能带（价带上面邻近能带）禁带：价带顶到导带底之间的能带，不允许电子占据I 型—本征半导体P 型---五价原子（磷锑砷）N 型---三价原子（硼）费米统计分布订型、N 型、哩半导体 关于施主能级受主能级价带导帶6oO枷带丰施主施级PN结加上正向电压（正向偏置）时，热平衡被破坏，PN结区势垒降低，实现了粒子数反转分布。
PN结就是光辐射的有源区。
有源区电子、空穴复合发光，引发受激辐射。
经谐振腔选频，可形成激光输出。
远方光度分布计定标公式
远方光度分布计定标公式光度学基础及光度计原理一、光度学简介光测量学（photometry）是关于人眼对光的视觉响应的科学。
由于人眼是一高度复杂的器官，这无疑是一个非常困难的工作。
它涉及到多个学科的交叉，心理学、生理学和物理学等。
光度测量学成为现当代科学是在1924年，当CIE(国际照明委员会)组织会议定义人眼对光平均响应值。
该委员会抽样测试了大量人群，将得到的数据绘制成明视（photopic）曲线。
简单地说，该曲线表明人眼对绿光反应最敏感，对紫光和红光则反应较弱。
在暗视场情况下，人眼有完全不同的响应值，在此情况下，人眼很难辨别颜色。
于是，又进行了一系列测试，绘制出了暗视（scotopic）曲线暗视视见函数。
有了人眼的光谱响应曲线，CIE选择标准光源作为光强量测的标准。
第一个标准光源是一种特殊的蜡烛，由此得出footcandle和candlepower的名词定义。
为了最大可能的提高重复性，194年，用一定量的铂熔化发出的光对标准光进行了重新的定义。
二、基本概念光度学的基本单位是流明（lumen）,是一个与辐射度（radiometric）中的Watt相关的概念,关系如下：1lm=63·W·V(λ),这里的V(λ)-相对发光度，是与视觉响应函数成比例的一个系数，把人眼在555nm(最灵敏波长)的峰值规定为1. 两个重要的光度学定理：平方反比定理:定义了光源在产生的照度（illumination）与光源到照射面距离之间的关系，即，照度值与该光源到照射面之间的距离的平方成反比。
因此，理想的照度测量必须要能精确控制距离的大小，如果某光源在某一距离的照度值已知，除非其他条件影响，任何距离的照度都可以经计算获得余弦定理：一定面积上的光强，因入射角的不同而不同，这是因为实际投影面积随入射角的增大而相应的成比例减少，这种变化正好是一种余弦关系（入射角度），也就是照射面积的投影。
这样，在环境照明测试时，探头需要进行余弦修正来计算实际值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光度学的基本单位
光度学的基本单位有：
1. 光通量：用于描述光源发出光的总量，单位是流明(lm)。
2. 发光强度：描述光源在特定方向上单位立体角内发出的光通量，单位是坎德拉(cd)。
3. 亮度：描述物体在特定方向上单位面积内的光通量，单位是尼特(nit)。
4. 照度：描述被照物体在特定表面上单位面积接受到的光通量，单位是勒克斯(lx)。
此外，光度学中还有一些其他常用的量和单位，如光谱光通量、光谱发光强度、光谱亮度、光谱照度等。
这些量和单位的定义和使用方法与上述基本单位类似。