光辐射测量(复旦教材)
光辐射测量原理与技术——测量术语 基本量和单位
第一章、测量术语、基本量和单位 §１-１辐射度学中的量和单位辐射能：Ｑe(Radiant energy)1、定义：以辐射的形式发射、传播或接受的能量。
2、单位：焦耳（Ｊ） 辐射通量：Φe(Radiant flux) 1、又称:辐射功率 Pe （Radiant power2、定义:以辐射的形式发射、传播或接受的功率。
3、定义式:均匀辐射: 4、单位:瓦特(Ｗ)或焦耳/秒(J/S ） １Ｗ=1J/S辐射强度:Ie(Radiant intensity) １、立体角:（Ω）①定义：设在圆球表面切出一个小圆的面积S 与圆球半径r 平方之比 ②定义式:Ω=S/r 2③单位:球面度(Ｓr)④整个球面度为:Ω=S/r 2=4Л 半个球面度为:Ω=S/r 2=2Л２、辐射强度：①、定义:在给定方向上的立体角元内，离开点辐射源（或辐射面元）的辐射通量除以该立体角．②、定义式: e e d dtφφ=ee tφφ=e I ed d φ=Ω均匀辐射:③、单位:瓦/球面度（W/Sr ）④、均匀点辐射源（各向同性）I e 不随方向变而变，故整个球面的辐射通量为：Φe ＝I e Ω＝4ЛI e •辐射出射度:Me(Radiant exitance)1.定义:辐射体单位元表面所辐射的通量2.定义式: 均匀辐射:3.单位:w/m 2辐射照度:Ee(Irradiance)１.定义:被辐射的单位元表面里入射或获得的辐射通量 ２.定义式: 均匀辐射: ３.单位:w/m 2•辐射出射度与辐射照度的区别：辐射出射度与辐射照度的表达式和单位完全相同． 区别在于:M e 描写面辐射源向外发射的辐射特性(a) E e 描写辐射接受面所接受的辐射特性(b)•辐射亮度:Ｌe (Radiance)e I eφ=ΩeM ed dAφ=e M eAφ=e E ed dA φ=e E eAφ=1.定义:沿r 方向的辐射强度I e 与面元dA(在垂直于r 方向平面正投影面积dA)的比值称为dA 沿r 方向的辐射亮度2.定义式: 3.单位:w/(m 2·Sr)•光谱密集度：１.定义：包含该波长的无穷小波长间隔内的辐射 通量与相应波长间隔之商称为光谱密集度． ２.公式： 注:X e λ代表任何一个辐射量eg:光谱辐射通量为:指的是单位波长间隔内向外辐射通量的多少§１-２人眼视觉•眼睛的特性：锥体细胞的感光灵敏度低，在３cd/m 2的亮度条件下作用，能分辨物体的颜色和细节称之为锥体视觉又称明视觉 （Ｐhotopic Vision)杆体细胞只能在黑暗的环境下（L=10-2 cd/m 2以下)作用，称之为暗视觉（Scotopic Vision)介于这两视觉之间的视觉称之为中间视觉（正常人眼睛对黄绿光最灵敏，对红光和紫光最不灵敏）•光谱光视函数曲线:1.光谱光视效率V (λ):设引起相同视觉的波长和波长为555nm 的辐射通量分别为Φλ和Φ555则视觉函为:V (λ)=Φ555/Φλ是个无量纲的物理量cos cos e e eedI dI d L dA dS dA d φθθ===⋅⋅⋅Ω()ex e dX d λλλ=()e e d d λλφφλ=２.物理意义:V (λ)反映人眼对各种不同波长光的视觉灵度．将555nm 所对应的黄绿光波长的光谱光视效率值定为１，为最大值；红光和紫光的光谱光视效率值最小；红外和紫外光的光谱光视效率值为０． ３.由图看出：明视觉条件下V (λ)所对应的峰值波长为555nm ， 暗视觉条件下V (λ)所对应的峰值波长为507nm.•光度量与辐射量的关系:研究表明：明视觉条件： 暗视觉条件：K m ：最大光谱光效能（单位：lm/w)即发光效率的极限值 明视觉条件：K m =683lm/w 暗视觉条件：K m ′=1700lm/w 故光通量与辐射通量的关系：或§１-３光度学中的量及单位暗视觉明视觉780V ()()380X m e K X V d λλλ=⎰780''V ()()380X m e K X V d λλλ=⎰780V ()()380683e V d λλφφλ=⎰780'V ()()3801700e V d λλφφλ=⎰光度学中以光强的单位“坎德拉”作为基本单位，其他光度量的单位作为导出单位．•光通量Φv(luminous flux)1.定义：光源在单位时间内发出的光量2.公式：Φv=dQv/dt3.单位：lm （流明）• 光强I v(luminous Intensity)1.坎德拉(cd)的最新规定：即一个烛光是光源发出频率为 540×1012Hz 的单色辐射，在给定方向上的辐射强度为1/683w/Sr 时，其光强为１坎（cd)2.光强定义:光源在指定方向上通过单位立体角的光通量3.光强公式:Ｉ=d Φ/d Ω 发光均匀分布:Ｉ=Φ/Ω4.单位:cd （坎德拉）•光出射度M V(Lminous exitance)1.定义：面光源单位元表面所发射的光通量2.公式：M v =d Φv/d Ａ发光均匀：M v =Φv/Ａ3.单位：lm/m 2（流明/平方米）•光照度E v(illuminance)1.定义:被照物体表面，单位元表面里入射或获得的光通量2.公式：E v =d Φv/d Ａ 光通量分布均匀：E=Φ/Ａ3.单位:lx （勒克斯)•光亮度L v(luminance)1.定义:面光源在给定方向上，单位正投影面积的发光强度2.公式:光通量分布均匀：3.单位:Sb(熙提)或nt(尼特)或cd/m 2(坎德拉/平方米)•光效η1.定义:面光源发出的总光通量与它所消耗的电功率之比称为光源的发光效率2.公式:η=Φ/P 电3.单位:lm/w4.对于白炽灯:直流供电气体放电灯：P 电=U 灯I 灯 交流供电气体放电灯：P 电=U 灯I 灯·cos φ5.常见几种灯的发光效率： 白炽灯：8-17lm/w 金属卤化物灯：45-60lm/w 日光灯：30-60lm/w 高压钠灯：100-150lm/w 低压钠灯：180-200lm/w§1-4光源的颜色与色温•光源的颜色：（色表和显色性）１.光源的色表:光源发光时，人眼直接看光源时光源所呈现的颜色2.光源的显色性:某光源与标准光源分别照射同一物体时,人眼所产生的颜色类别用显色指数来定量描述cos cos dI dI d L dA dS dA d φθθ===⋅⋅⋅Ωcos cos I I EL A S A φθθ====⋅⋅⋅ΩΩ几种灯的颜色特性： 1.高压汞灯:色表↑，显色性↓ 2.白炽灯:色表↓，显色性↑3.钠灯:色表和显色性↓故被照物体颜色会失真➢ 讨论:为何高压汞灯和钠灯照射物体会失真？ ①了解钠灯和高压汞灯的辐射光谱线 ②了解钠灯和高压汞灯的色表和显色性 ③颜色的决定因数➢ 结论:自身发光的物体颜色由光谱功率分布决定。
光学 游璞于国萍版 9 光源和光探测器
即是说，其辐射通量为1W时，其光通量 为638lm。
辐照度量与光度量对照表
§2 光源
热辐射光源—太阳、白炽灯、卤钨灯、黑体辐射器
光源
气体放电光源—汞灯、荧光灯、氙灯
固体发光光源—场致发光灯、发光二极管
激光器
气体激光器 固体激光器
半导体激光器
§3 黑体辐射
为什么要研究热辐射？
由于许多常见的辐射源，都是具有一定温度 的热源，所以要研究热辐射。
物体辐射的总能量及能量按波长分 布都决定于温度。
§3 黑体辐射
3.1 热辐射的基尔霍夫定律 实验表明：物体的单色辐出度和单色吸收率之间有 一定的关系。 吸收率大的物体其辐射本领也大。 吸收率小的物体其辐射本领也小。
光视效率V(λ )是用来表示人眼对各种波长光 的 相对灵敏度的物理量。
白天：555nm
夜晚：507nm V( λ )= 1
光谱光视效率
为了客观描述辐射通量引起的视觉强度，引入一 个新的物理量——光通量。
设波长为λ的辐射通量为Φ (λ)，对应的光通量为 Φ V (λ)，则两者的关系为
Φ V (λ)= Km V (λ) Φ (λ)
在1900年4月27日，开尔文勋爵在英国皇家研究所做了一篇名为 《在热和光动力理论上空的十九世纪乌云》的发言，演讲中开尔 文声称：
动力学理论认为热和光都是运动的方式，现在这一理论的优美和 明晰，正被两朵乌云笼罩着。 —— 开尔文勋爵《在热和光动力理论上空的十九世纪乌云》
开尔文所言的两朵乌云分别是指迈克耳孙-莫雷实验测量的零结 果和黑体辐射理论出现的问题。
一般: 辐射亮度的大小与源面上的位置及方向有关。
单位：[ W / sr .m2]
光辐射测量原理与技术——光通量及亮度的测量
第三章光通量及亮度的测量§３-１理想积分球原理及光通量标准灯理想积分球的条件：①积分球的内表面为一完整的几何球面,半径处处相等②球内壁是中性均匀漫射面，对各种波长的入射光线具有相同的漫反射比 ③球内没有任何物体,光源也看作只发光而没有实物的抽象光源理想积分球原理：１.积分球（光通球或球形光度计）结构： ①内部空的完整球壳,内壁涂白色的漫射层②球直径按待测灯尺寸和功率大小而定,直径D=1m 、2m 、3m 等 ③球壁上开一小窗口,其直径d ∝r(灯的尺寸）④球上开一个小门,或打开个口方便装取灯,有接线架、灯头、挡屏 2.积分球原理：设光源S 直接在球内任一点建立的照度E A ，在M 处的照度为E M A 处dS 发生第一次漫射出度为： 故由朗伯定律的特性知dS 面的光亮度为：A 处dS 发生漫射在M 处产生的二次照度为:a M E ρ=0/A L E ρπ=2222222(/2)cos ()()4L L ds AM L ds dE ds AM AM r r θ⋅⋅=⋅=⋅=上式代入得:整个球面发生一次漫射在M 处建立的二次照度为：222244AE dE E ds r r ρρφππ===⎰⎰类似分析为：二次漫射光线在M 处建立的照度为：23233222/44dE E ds r E dE E ds E r ρρπρπ=→===⎰⎰同理：2432E E E ρρ==235432E E E E ρρρ===⋅⋅⋅⋅⋅⋅则M 点的总照度E M 为:212312(1)M E E E E E E ρρ=+++⋅⋅⋅⋅⋅⋅=++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅121121114M E E E E E E r ρρφρρπ→=+=+⋅=+--故用小挡屏挡住S 直接射向M 点的光线时，则E 1=0221414M E E r E r ρρρφρφπρπρ-→==⋅→=- 上式中r 、ρ均为常数,球壁上任何位置的E 与光源S 的总光通量Φ总成正比,因此可以通过测量球壁上开的小窗口的照度来计算光源的总光通量Φ总。
核辐射测量原理-作业答题要点.doc配套清华大学,复旦大学,北京大学合编的原子核物理实验方法
第一章 辐射源1、谈谈你所感兴趣的一种辐射源。
答题要点（略）。
第二章 射线与物质的相互作用8、10MeV 的氘核与10MeV 的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比是多少？20MeV 的电子穿过铅时，辐射损失和电离损失之比是多少？解：已知辐射能量损失率理论表达式为：对于氘核而言，m d =1875.6139MeV ；对于电子而言，m e =0.511MeV ，则10MeV 的氘核与10MeV 的电子穿过铅时，它们的辐射损失率之比为：222222822227.4210d e d e d e e dZ Z Z m Z NE Z NE m m Z m -=≈⨯Ee=20MeV 时，在相对论区，辐射损失和电离损失之比有如下表达式：()()800r e ZE dE dx dE dx -=-则 20MeV 的电子穿过铅时，辐射损失和电离损失之比为：2082 2.05800⨯≈ 11、某一能量的γ射线在铅中的线性吸收系数是0.6cm -1，它的质量吸收系数和原子的吸收截面是多少？这γ射线的能量是多少？按防护要求，源放在容器中，要用多少厚度的铅容器才能使容器外的γ强度减为源强的1/1000？ 解：已知μ=0.6cm -1，ρ=11.34g/cm 3，则由μm=μ/ρ得质量吸收系数μm=0.6/11.34cm 2/g=0.0529 cm 2/g由 得原子的吸收截面: 232322070.0529 6.02101.8191018.19m A A N cm bγσμ-⎛⎫==⨯ ⎪⨯⎝⎭≈⨯= 查γ射线与物质相互作用截面和元素的质量衰减系数表可知，在μm=0.0517cm 2/g 时相对应的γ射线的能量为1.5 MeV ，μm=0.0703 cm 2/g 时，222NZ m E z dx dE S radrad ∝⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A m N Aγμμσρ==相对应的γ射线的能量为1.0 MeV ,如果以y 轴表示能量，x 轴表示质量吸收系数，则相对应的两个点（x1,y1）、（x2,y2）分别为（0.0517，1.5）、（0.0703，1.0）：利用插值与多项式逼近中的拉格朗日逼近：21121221x x x x y y y x x x x --=+--可得μm =0.0529 cm 2/g 时所对应的能量：0.05290.07030.05290.05171.5 1.00.05170.07030.07030.0517174121.5 1.01861861.50.935 1.00.0651.4030.065 1.468y MeV--=⨯+⨯--=⨯+⨯=⨯+⨯=+=(这里用的是两点式逼近，同学们有兴趣的话可以查表多找几个点用多项式逼近计算)由 得01()1000I t I =时铅容器的质量厚度t m 为： ()()()000332111000ln ln 11ln 10ln 100.052933 2.3ln 100.05290.0529130.435/m m m m I I t I I g cm μμμ--⎛⎫⎛⎫ ⎪=-=- ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭=-=-⨯==≈ 或由 得： ()000111000ln ln 33ln 10 2.311.50.60.6I I t I I cm μμ⎛⎫⎛⎫ ⎪== ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭==⨯=第三章 放射性测量中的统计涨落3、本底计数率是500±20min -1,样品计数率是750±25min -1,求净计数率及误差。
光辐射测量
等角度法和等立体角法
●分布光度计实际结构
光通量的测量
光通量的测量——光谱光度法
●原理
对光源作光谱能量分析再用V（λ）进行计算。
●已知标准光源的绝对光谱辐射通量，Φ eλ 和Φ eλ 1分别 为标准光源和被测光源的辐射通量光谱密度，两者比值 为R（λ ），则被测光源光通量Φ 1=Km∫R（λ ）Φ eλ V （λ ）dλ ●已知标准光源的相对光谱分布和总光通量， Φ 1=Φ · ∫R（λ ）Φ eλ V（λ ）dλ / ∫Φ eλ V（λ ） dλ
光强和照度的测量光强和照度的测量光强的测量光电法测量用光电接收器代替人眼需要加滤光设备以使光电接收器的光谱灵敏度与人眼相符结果需要修正光强和照度的测量光强和照度的测量照度的测量照度计和照度计的定标光通量的测量光通量的测量光通量的标准光强基准光通量付基准灯光通量工作基准灯各级光通量标准灯光通量的测量光通量的测量光通量的测量光通球分布光度计光谱光度法光通量的测量光通量的测量光通量的测量光通球光通球原理光通球实际结构光通球测量光通量测量结果的修正无挡屏光通球光通量的测量光通量的测量光通球结构和原理球内表面为理想谩射面光源在球内任意点n建立的照度为en点附近的亮度为le1故在n点附近的元面积da因一次谩射光线在m点附近产生的二次照度为deildacos得出deda其中e1da即为光源s直接照射到球面的全部光通
（误差受经验限制，另可测色温）
如待测灯与标准灯光强差太多，如何解决？
光强和照度的测量
光强的测量
光电法测量
用光电接收器代替人眼 需要加滤光设备以使光电接收器的光谱灵敏度与人眼相符 结果需要修正
光强和照度的测量
照度的测量
照度计和照度计的定标
光通量的测量
辐射照度检测实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的进步和人类对光环境要求的提高，辐射照度作为衡量光环境质量的重要指标，越来越受到重视。
辐射照度检测实验是光学测量技术的一个重要组成部分，通过对辐射照度的测量，可以评估光环境是否满足特定需求，如室内照明、户外照明、摄影等。
本实验旨在通过实际操作，掌握辐射照度计的使用方法，并对实验结果进行分析。
二、实验目的1. 了解辐射照度计的工作原理和结构。
2. 熟练掌握辐射照度计的使用方法。
3. 通过实际测量，了解不同场景下的辐射照度分布。
4. 分析实验数据，评估光环境质量。
三、实验原理辐射照度是指单位面积上接收到的光通量，单位为勒克斯（lx）。
辐射照度计是测量辐射照度的仪器，其工作原理基于光电效应。
当光照射到光电传感器上时，会产生电流，电流的大小与光强度成正比。
四、实验仪器与材料1. 辐射照度计2. 待测场景（如室内、户外、摄影场景等）3. 标准照度板（可选）4. 数据记录表格五、实验步骤1. 熟悉辐射照度计的操作方法，包括开机、设置测量参数、校准等。
2. 选择待测场景，根据实际情况选择合适的测量距离和位置。
3. 将辐射照度计放置在测量位置，启动测量，记录数据。
4. 重复步骤3，至少测量3次，取平均值作为最终结果。
5. （可选）使用标准照度板进行校准，确保测量结果的准确性。
六、实验结果与分析1. 室内场景辐射照度分布实验结果表明，室内场景的辐射照度分布不均匀。
靠近窗户的位置辐射照度较高，远离窗户的位置辐射照度较低。
这可能与室内照明的布局和光源位置有关。
2. 户外场景辐射照度分布户外场景的辐射照度分布相对均匀，但受到天气、时间等因素的影响。
在晴朗的白天，辐射照度较高；在阴天或夜晚，辐射照度较低。
3. 摄影场景辐射照度分布摄影场景的辐射照度分布与被拍摄物体的亮度和光线条件有关。
在光照充足的情况下，辐射照度较高；在逆光或低光照条件下，辐射照度较低。
4. 光环境质量评估根据实验结果，可以评估光环境质量是否满足特定需求。
第1章光辐射探测的理论基础
第1章 光辐射探测的理论基础1-1 若取X 射线的波长为10-4μm ，分别计算X 射线和太赫兹波光子能量范围。
设想用太赫兹波进行人体透视检查，对人体有没有副作用？为什么？1-2* 用目视观察发射波长分别为435.8nm 和546.1nm 的两个发光体，它们的亮度相同，均为3cd ／m 2。
如果在这两个发光体前分别加上透射比为10-4的光衰减器，问此时目视观察的亮度是否相同?为什么?（提示：利用图1-5分析）1-3 一支氦-氖激光器(波长为632.8nm)发出激光的功率为2mW 。
该激光束的平面发散角为1mrad ，激光器的放电毛细管直径为1mm 。
求该激光束的光亮度，并与太阳光在海平面的亮度比较。
1-4 一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地面1.5m 的高处，用照度计测得正下方地面上的照度为30lx ，求出该白炽灯的光通量。
、1-5* 试证明：N 型半导体受强光照射后突然停光，材料中的非平衡载流子随时间的变化关系为()()()1001p t p r p t ∆=∆∆+ 式中，()0p ∆为光照刚停时(t=0)的光生载流子浓度；r 为电子-空穴复合概率。
由此得到强注入条件下，载流子寿命为多少？它与弱注入条件时有何区别？1-6对于N 型半导体来说，以下说法正确的是（ ）： A 费米能级靠近于价带顶；B 空穴为多子；C 电子为少子；D 费米能级靠近导带底。
1-7 为什么量子效率一般小于1，而光电增益可以大于甚至远大于1？二者有何区别？1-8 PN 结加正向偏压，不利于结区光生电子-空穴对的分离，光电效应不明显，为什么？1-9 依据光照产生光电子是否逸出材料表面，光电效应可以分为内光电效应和外光电效应。
所学过的光电效应中，哪些属于内光电效应？哪些属于外光电效应？为什么外光电效应对应的截止波长比较短？1-10 何谓“白噪声” ? 何谓“1／f 噪声”?采用什么措施可降低电阻的热噪声和1／f 噪声?1-11 探测器的D *=1011cm·Hz 1/2·W -1，探测器光敏面的直径为0.5cm ，用于Δf = 5×103Hz 的光电仪器中，它能探测的最小辐射功率为多少?1-12 某一干涉测振仪的最高频率为20MHz ，选用探测器的时间常数应小于多少?1-13 某一金属光电发射体有2.5eV的逸出功，并且导带底在真空能级下7.5eV；试计算：(a)产生光电效应的长波限。
眼视光学-复旦精品课程
低视力康复
先天性：胚胎期损伤，发育异常 遗传性：视网膜色素变性 获得性：眼部感染、外伤、全身疾病引起 康复目的：评估状态、改进功能、提高工
作生活能力，解决实际问题。
低视力 康复方法
放大镜：近用（眼睛式、手持、架式）、 远用（望远镜）、CCTV
中心视力缺损处理：旁中心注视训练 周边视野缺损：棱镜、反光镜
轴长度为24mm
眼球光学
眼的调节与集合
调节(accommodation):为了看清近物而改变眼的 屈光力的功能称为调节。
调节幅度：眼所能产生的最大调节力称为调节 幅度。调节幅度与年龄相关。调节力减退将出 现老视。
远点（far point）：眼在调节放松（静止）状态 下所能看得清的最远点。
近点（near point）：眼在极度（最大）调节时 所能看得清的最近点。
度数较高眼容易成为弱视。 矫正方法不同，物象放大率不同。
老视
随年龄增长，晶状体硬化，弹性减弱，睫 状肌功能降低，引起眼的调节功能下降， 大约在40岁开始,出现阅读等近距离工作困 难,这种由于年龄增长所致的生理性调节减 弱称为老视（presbyopia）。
双眼视觉功能
双眼视觉分三级:
同时视 融合 立体视觉
LASIK FS-LASIK
SMILE
表层切削 前弹力层和 基质层手术
角膜瓣下 基质层手术
无瓣基质层 透镜摘除术
角膜基质透镜切除术 FLEX 抛弃准分子激 光 敞开并没有改变“瓣”的存在形式
SMILE手术： 避免了瓣的打开，实现无刀无瓣
几乎不打开角膜 在角膜基质内做“文章” 把开放的角膜“瓣”成为角膜基质袋的前层 更符合生理屏障和生物力学 smile手术录像（CCL）
紫外线测试标准
紫外线测试标准紫外线测试标准是用于衡量紫外线辐射的强度、波长和能量分布的一套标准。
这些标准通常由国际标准化组织（ISO）和国家标准化组织（如中国国家标准化管理委员会）根据相关行业的需求制定。
ISO 15722《光强度计的紫外辐射测量特性和定标方法》是用于测量紫外线辐射光强度的一项重要标准。
该标准规定了使用光强度计测量紫外线辐射的特性和定标方法。
它描述了校准方法、不确定度评定、有效焦距以及环境条件等关键参数。
此外，该标准还提供了一些参考数据和图表，用于帮助实际应用中的测量准确性。
ISO 21348《光谱辐射测量-紫外线辐射计校准方法》是针对紫外线辐射计校准的标准。
该标准规定了校准方法、设备和程序，用于验证紫外线辐射计的准确性和性能。
标准中具体描述了校准曲线、测量不确定度、稳定性和灵敏度等相关参数的计算和评定方法。
ANSI/NEMA UV 1-2009是美国国家电工制造商协会（NEMA）和美国国家标准协会（ANSI）联合制定的针对紫外线辐射测量仪器的标准。
该标准旨在确保紫外线测量仪器的质量和性能，以及在实际使用中的准确性和可重复性。
标准包括测量仪器的分类、校准要求、性能规范、测试方法和样品处理等具体内容。
国家标准《纺织用防紫外线辐射防护装备分类、技术要求和测试方法》（GB/T 18830-2017）是中国针对纺织品防紫外线辐射级别和防护效果的要求制定的标准。
该标准以保护人体皮肤免受紫外线辐射为目标，根据不同的纺织品类型、用途和防护要求，将防护服装分为三个级别，并规定了相应的材料、结构和防护效果测试方法。
除了上述标准外，还有一些行业组织和国家标准化组织制定的紫外线测试标准供参考。
例如，国际皮肤科学学会（ISBS）提供了一些关于皮肤曝露在紫外线下的健康风险评估方法和标准。
此外，国际电工委员会（IEC）也制定了一些与紫外线测试相关的标准，如IEC 62471《光辐射和光源评估中的人眼和皮肤安全》。
总之，紫外线测试标准是保证紫外线测量仪器和防护装备性能和准确性的基础。
光辐射测量原理与技术(第一二章)综合练习题
第一、二章综合练习一.填空题：1.光学测量中目视与光电法的区别在于________________________2.已知均匀点光源的光强为12c d，其光通量为__________,照射到r=2m的球壁上的照度为___________3.距离平方反比定律的照度指__________________________________________的照度，要求光源为____光源，实际光源在_____________时才满足要求。
4.目视法测量光强时的照度为_________l x,测色温时需加上_________________5.我国常用的光强标准灯系列是___________________6.照度计由_____________组成,需配置_________________、_________________和__________________使用7.常用的V(λ)滤光片有__________________和_______________两种8.用照度计测量照度时必须先用标准灯对积分球进行_________二、选择题1.光电法测量中的接受器前必须配置（）A、中性减光片B、V(λ)滤光片C、乳白玻璃2.光电法测（）的光强，必须考虑修正系数A、同色温B、异色温光源C、精度一般3.照度计最好在（）工作A、室温下B、高温下C、低温下4.照度计作精密测量时，应联用（）使用A、低阻微安表B、安培计C、低阻检流计5.硒光电池的S（λ）与V(λ)（）A、一致B、接近C、差别很大6.硒光电池的（）测量结果越精确A、线性越好B、灵敏度越高C、透光率越精确三、计算题：1.有一只光强为120c d的白炽灯挂在边长为a米的正方形桌面中心上方，白炽灯到桌子的距离为r，试求桌面中心及四个角的照度？2.下图中，电灯离开水平面上的A点和离开竖直墙上的B点距离是相等的，求A点和B点的照度之比？3.一理想漫射面的面积为2c m2,其亮度为25c d/c m2求：①垂直方向的光强②在与垂直方向成60°倾斜角方向上的光强③如果光线垂直射至50c m远处半径为2c m的圆形屏幕上，求入射到屏幕上的光通量？4.有一点光源放在半径是2m的球心上，已知这个球每4m2的面积所得到的光通量8l m，试求①光源的发光强度；②光源的总光通量；③球面上的照度。
测绘技术中的辐射测量方法
测绘技术中的辐射测量方法在现代测绘技术中，辐射测量方法是不可或缺的重要手段之一。
辐射测量方法利用辐射物质释放出的能量进行测量和分析，可以广泛应用于地质勘探、环境监测、地震预警等领域。
本文将介绍一些常见的辐射测量方法，从基本原理到实际应用进行探讨。
一、辐射测量的基本原理辐射是指物体向周围环境发射的能量，主要包括热辐射、光辐射以及其他电磁波辐射。
辐射测量是通过测量辐射物质释放的能量来获取有关对象的信息。
不同的辐射测量方法有不同的基本原理，下面将介绍几种常见的辐射测量方法。
二、热辐射测量热辐射是指物体受热后发射的能量，通常以红外辐射的形式存在。
热辐射测量是通过红外热像仪和红外光谱仪等设备来实现的。
红外热像仪可以以非接触的方式测量物体表面的温度分布，广泛应用于工业生产、农业、医学等领域。
红外光谱仪则可以分析物体发射的红外辐射光谱，从而获取有关物质的成分和性质信息。
三、光辐射测量光辐射是指物体发射的可见光和紫外光。
光辐射测量是通过光谱仪、光度计等设备来实现的。
光谱仪可以分析光的波长和强度分布，从而获取有关物质的组成和性质信息。
光度计则可以测量光的强度，常用于植物生长、空气污染监测等领域。
光辐射测量在地质勘探、环境保护等领域有着广泛的应用。
四、电磁波辐射测量除了热辐射和光辐射外，物体还会发射其他电磁波辐射，如微波、无线电波等。
电磁波辐射测量是通过天线、接收器等设备来实现的。
微波辐射测量常用于雷达、通信等领域，无线电波辐射测量则常用于电磁辐射监测等领域。
五、实际应用案例辐射测量方法在实际应用中具有丰富的案例。
比如，地质勘探中常用的地震勘探技术就是一种利用地球内部辐射信号来获取地下结构信息的方法。
地震仪器通过测量地震波传播的速度和强度，可以确定地下岩层的分布和性质，对石油、矿产资源的勘探有着重要意义。
此外，环境监测中的辐射测量也是一个重要的应用领域。
例如，核辐射监测可以通过测量环境中的辐射剂量，来判断周围环境中是否存在核辐射污染。
应用指南：日光辐射测量、光谱辐照度和光谱辐射率
应用指南日光辐射测量: 光谱辐照度和光谱辐射率在以下的科学领域中，日光辐射测量是非常重要的：太阳能发电太阳能发热生物燃料的日光发酵日光消毒建筑暖通空调气候研究温室农业辐射测量涉及电磁辐射的测量，首先要考虑的是辐射的光谱分布，以选择合适的探测器系统。
另外一个重要的方面是辐射的空间分布，用来决定正确的光接收系统。
光谱辐照度辐照度用来衡量某个与光源有特定距离的虚拟表面上的光通量密度（如mW/cm2）。
测量必须包含各个方向各个角度上的光辐射。
光谱辐照度是描述辐照度按波长分布的函数。
辐照度测量需要一个余弦接收器作为输入光路。
其角响应应该只随着平行入射光线的入射角度的余弦值而变化。
余弦接收器通常是一漫透射材料制作的半球状光学元件（图1）。
图1 BSR112E 350-1100微型光谱辐照度计B&WTEK提供两种类型的适用于日光辐照度测量的余弦校正器。
一种是采用积分球进行漫反射，积分球上的开口用来做余弦接收器（图2）。
另外一种是聚四氟乙烯材料制作的透射型余弦校正器，可与积分球达到相同的宽光谱覆盖范围（图3）。
图2 适用于220-2500nm的 BIS1.5积分球测量日光光谱辐照度图4表示的是日光的辐照光谱图。
海平面上的大部分日光辐射能量集中在300nm到2500nm的光谱区域。
在太阳能领域中，由于要对地面上不同的区域所能接受到的辐射量进行监测，光谱辐照度的测量变得十分重要。
图4 日光辐照度光谱B&WTEK i-Spec™系列产品有两个宽谱模块BWS005和BWS015，可用于日光辐照度的检测。
其中BWS005覆盖光谱范围为400-2200nm。
采用特殊设计的二分支光纤和余弦校正器，该光谱仪在进行校正后，可配合Bwspec软件用于直接测量日光辐照光谱。
图５ B&WTEK i-Spec光谱辐照度检测光谱仪光谱辐照度检测光谱仪可采用校准灯进行校准，通常是1000W的钨卤素灯。
余弦校正器被放置在离校准灯特定的距离，而校准灯则在特定电流下恒流工作。
可穿戴设备的光辐射安全测量方法
可穿戴设备的光辐射安全测量方法可穿戴设备在现代生活中得到了广泛的应用，从智能手表到智能眼镜，这些设备为我们提供了许多便利。
然而，随着可穿戴设备的普及，人们开始关注这些设备对人体健康的潜在风险，特别是光辐射对人体的影响。
因此，对可穿戴设备的光辐射安全进行测量和评估变得非常重要。
本文将介绍可穿戴设备的光辐射安全测量方法。
为了对可穿戴设备的光辐射进行评估，我们需要了解光辐射的基本概念。
光辐射是指电磁波在空间中传播的过程，它包括可见光、红外线和紫外线等各种波长。
光辐射可以通过光强度来衡量，光强度是单位时间内通过单位面积的光能量。
在可穿戴设备中，光辐射通常来自于显示屏或传感器。
接下来，我们将介绍一种常用的光辐射安全测量方法，即光辐射功率密度测量。
光辐射功率密度是指单位面积上的光辐射功率，常用单位是瓦特每平方米（W/m²）。
为了测量可穿戴设备的光辐射功率密度，我们可以使用光功率密度测量仪器。
这种仪器通常包括一个光探头和一个光功率测量仪，光探头用于接收光辐射，而光功率测量仪用于测量光辐射的功率。
在进行光辐射功率密度测量时，我们需要注意以下几点。
首先，要选择适当的测试环境，避免光源的干扰。
其次，要确保光探头的位置和角度正确，以及与可穿戴设备的距离合适。
此外，还需要根据可穿戴设备的使用情况，选择适当的测试时间和测试模式。
除了光辐射功率密度测量，还可以使用光谱分析法进行光辐射安全测量。
光谱分析法是通过测量光辐射的波长和能量分布来评估其安全性。
通过光谱分析仪器，我们可以获取可穿戴设备产生的光辐射的光谱图，并据此评估其对人体的潜在风险。
在进行光谱分析时，我们需要注意以下几点。
首先，要选择适当的光谱分析仪器，确保其测量范围和精度符合要求。
其次，要在光源的稳定状态下进行测量，以获取准确的光谱数据。
此外，还需要进行数据处理和分析，以获得光辐射的关键参数，如光谱峰值和光谱能量分布。
除了光辐射功率密度测量和光谱分析法，还可以使用人体模型法进行光辐射安全测量。
基于光源与照明行业人才需求的课程思政教育教学探讨--以《光辐射测量》课程为例
基于光源与照明行业人才需求的课程思政教育教学探讨--以《光辐射测量》课程为例摘要:《光辐射测量》课程是大连工业大学光源与照明工程专业的本科生学位课，坚持立德树人理念，持续深化教育教学改革。
本文在分析思政课堂的实际应用后，探索思政思想融入教学的方式和途径、课程内容与思政的结合点。
课程内容分布为理论篇和实践篇，主要采取线上与线下混合式教学形式。
关键词：光辐射测量；思政课堂；混合式教学作者简介：梁静，女，博士，大连工业大学讲师，硕士生导师。
主要从事颜色科学，LED照明品质评价的研究。
e-mail：*****************基金项目：大连工业大学本科教育教学综合改革项目（课程思政JGLX2021232），大连工业大学校级教育教学改革与研究项目（项目编号JGLX2021088）, 第二批大连工业大学一流本科课程（2021-61），2022年度辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目（“五位一体”推进光源与照明一流专业建设的研究与实践），大连益盛达研究基金项目（2121062）资助1.引言面对后疫情时代对照明人才的迫切需求，在人才培养上我校光源与照明专业始终以企业与市场的需求为导向，以培养能够从事光源与照明相关工作的高级应用型人才为培养目标。
新时代新政治局势下，中国高校的教育更应将思政思想融入到课堂教学中。
有诸多设计思想已经投入课堂中，并成功实施。
例如，哈尔滨理工大学的艾岭等人在课程中进行思政探索与实践，实现并促进了教书育人的协同发展[1]；哈尔滨工业大学的张策等人基于具体教学内容与思政的融合案例，剖析思政融入式教学内容及体系[2];西安理工大学的高飞等人将科学精神、家国情怀、社会责任等“思政元素”有机融入课堂教学，做到专业入脑，家国入心，达到了润物无声的育人效果[3].本文主要基于前期学者的成果，借鉴并创新课程思政实施途径和方式[4]，通过分析《光辐射测量》课程的特点，采取结合线上与线下混合式教学模式，找到恰当的思政结合点，将思政内容更好地融入《光辐射测量》的课程中[5]。
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光强和照度的测量
• 照度的测量
设有一服从朗伯定律的发光表面dA，它在各个方向上的亮度L是相 等的。距离发光表面为r处的被照表面ds声的照度计算（设dA与ds的 法线N1、N2与二表面中心连线的夹角分别为θ1、θ2）
则dA到ds的光通为dΦ=L（1/r2）dAdscosθ1cosθ2
照度dE=LdAdscosθ 1cosθ 2/r2
光通量的测量
• 光通量的测量——光通球
●光通球结构和原理
球内表面为理想谩射面
光源在球内任意点N建立的照度为E1，将N点看为一个二次 发光体，则N点附近单元面积发射的光通量（不考虑一次、二 次谩射对N点的影响）为ρE1，N点附近的亮度为L= ρE1/π 故在N点附近的元面积da因一次谩射光线在M点附近产生的 二次照度为dE2=L· da· cos2α/（NM）2=L· da/4r2
*根据E=I/R2 I=L·da·cosα
得出dE2=ρ·E1da/4πr2，从而得出整个球面在M点引起的二次照 度E2=∫dE2=ρ/4πr2·∫E1da（其中∫E1da即为光源S直接照射到球面 的全部光通Φ）；类似得出E4=ρE3=ρ2E2；得出总的在M点的 照度E=E1+E2+E3+……=E1+（1+ρ+ρ2+……）=E1+ （Φ/4πr2）·[ρ/（1-ρ）] *其中E1为光源S直接在M点引起的照度，实际结构中光源S 为于球心，用挡屏挡去直接照度，并将M点设置为接受器位 置，则在接受器的照度为E= Φ/4πr2）·[ρ/（1-ρ）]
所有颜色系统的起点是标准的观察，即CIE1931年制定的色匹配函数 x(λ ),y(λ ) and z(λ ) 。用三个光谱线(436,546,700)进行颜色测试。 使用以上色匹配函数和光谱能量分布S(λ ) 作为光源，X，Y，Z三值被计算：
我们对颜色的感觉可以用这些量来测定。如果二个光源有着不同的能量 分布 S1(λ ) 和 S2(λ )，但却有着相同的刺激值(X1 = X2 , Y1 = Y2, Z1 = Z2)，那么在相同的条件下对颜色有相同的感觉。因为颜色的感觉 并不依赖X，Y，Z的绝对值，而是它们的综合效果。色座标计算根据：
• 辐射、光、视觉
光波的范围 ——我们研究的对象范围
基本概念和基本理论
• 辐射、光、视觉
人眼的视觉灵敏度—光谱光效率曲线
人眼对不同的颜色(波长)有不同的灵敏度。 而这是产生不同灯有不同光效的基础。
——将可见光范围内的电磁辐射能量与人眼的视觉特性相 联系来评价，称之为光度学。
• 光通、光强、照度、亮度的概念
面积( m2 )
光出度
M=dФ/ds
符号：M
单位： Lm/m2 光照度与光出度关系
光亮度
亮度 = I / Aa
单位 cd/m2 L
r
I
符号
视觉方向
基本概念和基本理论
• 光学测量中的几个基本定律
◆朗伯定律-朗伯光源
朗伯光源特性：①单位面积上辐射的光通量R为其亮度L的π倍。 ②当两个元表面da1和da2亮度相等时，一个元表面发 送到另一个元表面的光通量等于它自另一元表面获 得的光通量。
光通(Ø, lumen, lm) 眼敏感曲线乘380-780nm之内辐射总数 光强(I, candela, cd) 单位立体角光通（I=d Ø/dω） 照度(E, lux, lm/m 2 ) 单位表面光通（E= d Ø/dA） 光出度(M,lux)
基本概念和基本理论
-明视觉曲线
光源上每单位面积向半个空间（2π球面度）内发出的光通量。
光强标准灯
光强和照度的测量
• 光强的测量
目视法（目视光度计）
在光具座两端分别放置并打开标准灯、待测灯，移动谩射屏在光具 座的位置，至肉眼观察两面光照度一致为止，根据距离平方反比定律测量。
（误差受经验限制，另可测色温）
如待测灯与标准灯光强差太多，如何解决？
光强和照度的测量
• 光强的测量
光电法测量
用光电接收器代替人眼 需要加滤光设备以使光电接收器的光谱灵敏度与人眼相符 结果需要修正
色度学基础概 计算CRI值的颜色样品
谢
谢
色度学基础概念
• 色温 • 色坐标 • 显色指数
色度学基础概念
• 色温和相关色温
• 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下 辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源 的颜色温度Tc，简称色温（CT）
各光的色温值
色度学基础概念
• 色温
2700K 3000K 炽白色 暖白色
3500K
4000K 5000K 6500K
白色
冷白色 日光色 冷日光色
相同色温的光源有相同的颜色表现
色度学基础概念
• 相关色温
若光源发射的 光与黑体在某 一温度下辐射 的光颜色最接 近，即在均匀 色度图上的色 距离最小，则 黑体的温度就 称为该光源的 相关色温 （CCT）.
u—v色度图中黑体轨迹和等色温线[LM]
色度学基础概念
• 色坐标
光通量的测量
• 光通量的测量——光通球
●无挡屏光通球 由普通光通球发展而来，无挡屏设计 去除了普通光通球测量误差的最大因 素。更符合光通理论模型。
光通量的测量
• 光通量的测量——分布光度计
●分布光度计原理
测量单位立体角内某一个截面的照度，再以该 照度乘该截面面积得出光通。
在光源外某一封闭曲面，测量每一单位面积的 照度即可得出该光源的总光通。
等角度法和等立体角法
●分布光度计实际结构
光通量的测量
• 光通量的测量——光谱光度法
●原理
对光源作光谱能量分析再用V（λ）进行计算。
●已知标准光源的绝对光谱辐射通量，Φ eλ 和Φ eλ 1分别 为标准光源和被测光源的辐射通量光谱密度，两者比值 为R（λ ），则被测光源光通量Φ 1=Km∫R（λ ）Φ eλ V （λ ）dλ ●已知标准光源的相对光谱分布和总光通量， Φ 1=Φ · ∫R（λ ）Φ eλ V（λ ）dλ / ∫Φ eλ V（λ ） dλ
（但仅当发光体能被看作是服从朗伯定律的点光源时，计算有意义）
照度计和照度计的定标
光具座上用光强标准灯在不同距离测量记录电流值
光通量的测量
• 光通量的测量
◆光通球
◆分布光度计
◆光谱光度法
光通量的测量
• 光通量的测量——光通球
●光通球原理 ●光通球实际结构 ●光通球测量光通量 ●测量结果的修正
●无挡屏光通球
光辐射测量
光源工厂技术开发科 韦辉
2005.09.21
光辐射测量
• • • • 基本概念和基本理论 光强和照度的测量 光通的测量 色度学基础概念
基本概念和基本理论
• 辐射、光、视觉
光波是属于一定波长范围内的电磁波。
光波作用于人眼时产生视觉感受。 ——视觉是光本身和人眼相互作用的产物。
基本概念和基本理论
光通量的测量
• 光通量的测量——光通球
●光通球测量光通量以及测量结果的修正
测量前：对光通球检查，测试标准灯光通
测量：比较法；标准灯与待测灯在窗口上的照度分别为Es 和Ex，探测器产生的光电流分别为Is和 Ix，可知Φx=Ex·Φ/Es 测量后：修正；光通球不均匀、自吸收、总的相对光谱灵 敏度、异色温光源 等等。
◆距离平方反比定律
垂直于光线传播方向的被照表面的照度，与光强I成正比，而与从光源 到被照表面的距离平方成反比。
◆照度的余弦定则
基本概念和基本理论
• 各光量之间的关系
光强和照度的测量
• 光强的测量
光强基准
坎得拉是光源发出频率为540×1012赫兹的单色辐射，在给定方向的 辐射强度为每球面度1/683瓦时，其光强为1坎得拉。
亮度(L, nit, cd/m 2 ) 在给定方向上单位立体角、单位面积的光通量 （L=dI/dAcosα） -α：方向与单位面积法线的夹角
光强
光源在给定方向上 单位立体角内辐射 的光通量
I
单位 : 坎德拉 cd w 符号 : I
光照度
单位面积接受到的光通量
流明
单位 : 勒克斯lx
符号 : E
照度