光辐射测量原理与技术——测量术语 基本量和单位
初二物理辐射量单位概念
初二物理辐射量单位概念物理辐射量单位概念物理学中，辐射量是指由电磁波或其他粒子传播而来的能量。
这些能量的测量和描述需要一系列的单位来衡量。
本文将介绍一些常见的物理辐射量单位，包括国际单位制中使用的基本单位和一些衍生单位。
一、基本单位1. 能量：国际单位制中，能量的基本单位为焦耳（J）。
焦耳定义为当作用于物体时，其所做的功等于力在物体上的作用点上的位移的量。
由于辐射量即为能量，因此焦耳也是辐射量的单位。
2. 时间：国际单位制中，时间的基本单位为秒（s）。
辐射量表征的是能量的传输速度和时间，因此时间是不可忽视的因素。
3. 线强度：线强度是对辐射的强度进行测量的单位，其定义为单位立体角内通过的辐射能量的比率。
国际单位制中，线强度的基本单位为瓦特每立体角（W/sr）。
二、衍生单位1. 辐射通量：辐射通量是指辐射通过某一表面的能量流量，通常用辐射通量密度（单位面积上的辐射通量）来进行表示。
国际单位制中，辐射通量的基本单位为瓦特（W）。
2. 辐射亮度：辐射亮度是表征发光源放射的强度的物理量。
国际单位制中，辐射亮度的基本单位为瓦特每平方米每立体角（W/(m²·sr)）。
3. 辐射剂量：辐射剂量是指辐射对物体所造成的影响的量度。
它可以用来衡量生物体或物体受到的辐射的总量或剂量率。
国际单位制中，辐射剂量的基本单位为戈瑞（Gy），定义为每千克物质吸收1焦耳辐射能量。
4. 放射性强度：放射性强度是指放射性物质单位时间内放射出的粒子数量。
国际单位制中，放射性强度的基本单位为贝可瑞尔（Bq），定义为单位时间内发生的粒子射线的个数。
总结：以上所介绍的单位仅仅是物理辐射量单位的一部分，根据辐射的特性和研究领域的不同，还存在其他单位的使用。
物理学家和科研人员常常使用这些单位来描述和测量辐射现象，以便更好地理解和探索宇宙中的能量传递和转化。
对于初二物理学学习者来说，了解这些单位的概念可以帮助他们更好地理解物理辐射量的测量和描述。
光度与辐射度基础课件
照明设计 节能减排
光度与辐射度在光学仪器中的应用
光学测量
图像处理
在图像处理领域，光度和辐射度参数 可用于增强图像对比度和清晰度，提 高图像质量。
光度与辐射度在环境保护中的应用
环境监测
生态保护
光度与辐射度在医学领域的应用
医学影像
医学影像技术中，光度和辐射度参数对于提高影像质量和诊断准确率具有重要作 用。
在光谱分析中，辐射度是测量和分析 物质吸收、发射光谱的关键参数，有 助于了解物质的性质和组成。
光度测量技术
光度测量定义 光度测量仪器 光度测量应用
辐射度测量技术
辐射度测量定义
辐射度测量仪器
辐射度测量应用
光度与辐射度测量技术的发展趋势
高精度测量
智能化测量
多维测量
光度与辐射度在照明工程中的应用
光度量单位
01
02
瓦特（W）
坎德拉（cd）
03 流明（lm）
光度量与其他物理量的关系
01
光功率与光强度、光通量的关系
02
光强度与发光角度的关系
03
光通量与其他物理量的关系
辐射度量定义 01 02
辐射度量ห้องสมุดไป่ตู้位
除此之外，还有其他的单位如焦耳（J ）、瓦特小时（Wh）等，用于描述不 同形式的能量和功率。
辐射度量与其他物理量的关系
辐射度量与光度量有密切的联系， 光度量是描述光源发光强弱的物 理量。
辐射度量和光度量都是描述光和 电磁辐射的重要物理量，它们在
某些场合可以互相转换。
此外，辐射度量还与温度、颜色 等其他物理量有关，这些物理量 之间存在一定的关系和转换公式。
光度与辐射度的联系
两者都是描述光源辐射能力的物理量，光度用于描述人眼可见光的辐射，而辐射度 则用于描述整个电磁波段的辐射。
核辐射的计量单位与测量方法
核辐射的计量单位与测量方法核辐射是指放射性物质放出的粒子或电磁波对人体或物体产生的影响。
了解核辐射的计量单位和测量方法对于保护人类健康和环境安全至关重要。
本文将介绍核辐射的计量单位和测量方法，并探讨其在现实生活中的应用。
一、计量单位核辐射的计量单位主要有三个：吸收剂量、剂量当量和活度。
1. 吸收剂量吸收剂量是衡量辐射能量在物质中的吸收程度的物理量。
它的单位是戈瑞（Gray，Gy），1戈瑞等于吸收1焦耳的辐射能量。
吸收剂量的大小取决于辐射的能量和物质的吸收能力。
不同类型的辐射对人体的伤害程度也不同，因此吸收剂量可以帮助我们评估辐射对人体的危害程度。
2. 剂量当量剂量当量是衡量辐射对人体造成的生物效应的物理量。
由于不同类型的辐射对人体的伤害程度不同，所以需要引入一个修正因子，将不同类型的辐射进行比较。
剂量当量的单位是希沃特（Sievert，Sv），1希沃特等于剂量当量1焦耳/千克。
剂量当量可以帮助我们评估辐射对人体的生物效应，从而采取相应的防护措施。
3. 活度活度是衡量放射性物质衰变速率的物理量。
它的单位是贝可勒尔（Becquerel，Bq），1贝可勒尔等于1秒内发生1次衰变。
活度可以帮助我们评估放射性物质的辐射强度，从而采取相应的防护措施。
二、测量方法核辐射的测量方法主要有三种：直接测量法、间接测量法和生物测量法。
1. 直接测量法直接测量法是指通过测量辐射源周围的辐射场强度来确定辐射水平的方法。
常用的直接测量仪器有辐射剂量仪和辐射监测仪。
辐射剂量仪可以测量辐射剂量率，即单位时间内所接收到的辐射剂量。
辐射监测仪可以测量环境中的辐射水平，包括空气中的辐射水平和食品、水等样品中的辐射水平。
2. 间接测量法间接测量法是通过测量放射性物质的衰变产物来确定辐射水平的方法。
常用的间接测量方法有闪烁体探测法和核磁共振法。
闪烁体探测法利用闪烁体对辐射的敏感性来测量辐射水平。
核磁共振法则利用核磁共振现象来测量样品中的放射性物质含量。
光辐射测量
单位为瓦特球面度（W）
上式中取立体角元 dΩ，主要是为了精确表示该方向的辐射强度。dΩ 取得 越下，越能表示辐射强度的精确性。对于各向同性光源，随着立体角元 dΩ 的 增大，他所对应的面积也增大，而辐射强度是不变的。对于尺寸够小的，相对 于它至被照面的距离小到可以忽略不计的辐射源，称为点源。它在整个空间各 个方向的辐射强度为：
六、 辐射量度
辐射出射度仅能表示面辐射体的部分辐射特性，而不能充分表示出具有 一定面积的辐射体的全部辐射特性。因为辐射出射度只表示单位面积发射的辐 射通量大小，它没有涉及到辐射的方向问题。辐射亮度表示辐射表面不同位置、 不同方向上的辐射特性。图 1-4 为描述辐射亮度的示意图。 图中以 B 点为中心，在其周围取一微面元 dA，在与辐射面的法线 N 成 角的方向 BO 取立体角元 dΩ,设在 dΩ 立体角内发射通量为 de，且 dA 在 BO 垂 直方向上的投影面积为 dA ，则辐射量度可表示为:
式中：Xe代表任何一种辐射度量，其单位为 规定了光谱密集度以后，就可以确定其他各个辐射量的光谱辐射值。如光 谱辐射通量为发射、传输或接收的辐射形式的光谱功率，其表达式为：
单位为瓦特每米 光谱辐射亮度的定义为：辐射源表面上一点处在给定方向的光谱辐射量度 是包含该点的面积元在给定方向的辐射强度与面积元在垂直于该方向的平面上 的正交投影面积之商，即
在可见光区的总光通量为 明视觉时： 暗视觉时：
式中：和是光通量，单位为流明（lm）；e 是辐射通量的光谱密集度，单 位为 W/m；V 和 V 为光谱光（视）效率值，无量纲。所以，在等式右边分别 引入系数 K 和 K 使等式两边的单位相统一。将 K 和 K 称为最大光谱光效能，单 位为流明每瓦（lm/W）.对于明视觉，K=683 lm/W ；对于暗视觉 K=1700 lm/W 。 对于 K 值需要说明的是，假定辐射体的辐射功率为 1W，并且全部转换成了 555nm 的可见辐射，则该辐射体所发射的全部光通量也仅为 683 lm。所以，683 电光源事业的飞速发展，光源的种类越来越多。如红外光源、紫外光 源。而应用最广的还属于照明光源。对于照明光源的光学特征，仅用上节所讲 的能量参数来描述是不完全的，因为辐射没有考虑人眼的视觉作用；而照明的 效果最终是用人眼的视觉特性来评价的。因此，照明光源的光学特性必须用光 度学中的量来描述：如光能量、光通量、光亮度····等。本节就光度学中 各量的定义、数学表达式及单位等加以详细描述。在辐射度学中各量的符号均 加角标 e，光度学中各量的符号不加，以示区别。 辐射能量中用 V 折算到能引起人眼光刺激的那一部分辐射通量，称为光 通量。用 表示，单位为流明（lm）。 实际上，光通量是光源的时间速率，可以看作类似于其它量的流速，如： 每秒多少米，每分钟多少毫升等。虽然流明这个单位并未指明时间，但它却含 有时间的概念在内。而在使用时可不必考虑时间的概念。 光源在给定方向上的发光强度是该光源在包含给定方向的力体角元 传输的光通量 与该立体角元之商，称为光强度。即： 内
36-光及有关电磁辐射常用物理量符号及其法定单位
光及有关电磁辐射常用物理量符号及其法定单位(摘自 GB/T3102.1-1993~3102.7-1993)
量的符号 Q，W，(U，Qe) P，Φ ，(Φ e) I，(Ie) L，(Le) M ，(Me) E，(Ee) ε Φ ，(Φ v) Q，(Qv) I，(Iv) L，(Lv) M ，(Mv) E，(Ev) H K K(λ ) Km V(λ ) a(λ ) ρ (λ ) τ (λ ) a μ ，μ 1
单位名称 焦[耳] 瓦[特] 瓦[特]每球面度 瓦[特]每球面度平方米 瓦[特]每平方米 瓦[特]每平方米 — 流[明] 流[明]秒 坎[德拉] 坎[德拉]每平方米 流[明]每平方米 勒[克斯] 勒[克斯]秒 流[明]每瓦[特] 流[明]每瓦[特] 流[明]每瓦[特] — — — — 每米 每米
单位符号
J W W/sr W/(sr·m2) W/m2 W/m — lm lm·s cd cd/m2 lm/m2 lx lx·s lm/W lm/W lm/W — — — — m-1 m-1
摩尔吸收系数Βιβλιοθήκη κ折射率n
注：方括号中的字，在不致引起混淆、误解的情况下，可以省略。去掉方括号中的字即为其简称。
平方米每摩[尔] —
量的名称 辐[射]能 辐[射]功率，辐[射能]通量 辐[射]强度 辐[射]亮度，辐射度 辐[射]出[射]度 辐[射]照度 发射率 光通量 光量 发光强度 [光]亮度 光出射度 [光]照度 曝光量 光视效能 光谱光视效能 最大光谱光视效能 光谱光视效率，视见函数 光谱吸收比，光谱吸收因数 光谱反射比，光谱反射因数 光谱透射比，光谱透射因数 线性吸收系数 线性衰减系数，线性消光系数
m2/mol —
第1章 光电检测技术中的基础知识
产生-复合噪声电流均方值
式中, I为器件输出总的平均电流； N0为总的自由载流子数； 为载流子寿命； f为测量噪声的频率。
in
2
4 I 2f N 0 [1 (2f ) 2 ]
4、1／f噪声（闪烁噪声或低频噪声）
这种噪声的功率谱近似与频率成反比，故称1/f 噪声。其噪 声电流的均方值近似为
in
式中 , 接近于2； 在0.8～1.5之间；
2
cI f f
c是比例常数。 、 、c值由实验测得。
在半导体器件中1／f噪声与器件表面状态有关。多数器件的1/f 噪声在300Hz以上时已衰减到很低水平，所以频率再高时可忽略 不计。频率越低噪声越大
5、温度噪声
由于器件本身温度变化引起的噪声称为温度噪声。温度噪声电 流的均方值为
i n 2qIf
2
散粒噪声也是与频率无关、与带宽有关的白噪声。 散粒噪声是光电探测器的固有特性，对大多数光电探测器的研究 表明：散粒噪声具有支配地位。例如光伏器件的PN结势垒是产生 散粒噪声的主要原因。
3、产生-复合噪声
• • • • 半导体受光照，载流子不断产生-复合。 在平衡状态时，在载流子产生和复合的平均数是一定的 但在某一瞬间载流子的产生数和复合数是有起伏的。 载流子浓度的起伏引起半导体电导率的起伏。
2 即S(f)= i n ( f ) 。
左下图所示，根据功率谱与频率的关系，常见噪声分为两种：功率谱大小与频 率无关的称白噪声；功率谱与f近似成反比的称为l／f噪声。
一般光电检测系统的噪声包括右上图所示三种： (1) 光子噪声 包括：信号辐射产生的噪声和背景辐射产生的噪声。 (2)探测器噪声 包括：热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声、1／f噪声和温度噪声 。
辐射量和单位
A dN dt
❖ 式中，dN是在时间间隔dt内该核素从该能态发生自发核 跃迁数目的期望值。通俗的讲，某种放射性核素的放射性 活度A，是单位时间内该放射性核素发生自发核衰变的次 数。
3
第一节 放射性活度
❖ 活度的国际单位是秒的倒数，称为贝 克勒尔，简称贝可。
❖ 活度的衍生单位有MBq，GBq，和 TBq。
❖ 对于受到多种辐射的组织或器官其当量剂 量应表示为：
36
第七节 当量剂量和单位
❖ 辐射权重因子的数值的大小是由国际放射 防护委员会选定的。其数值的大小表示特 定种类和能量的辐射在小剂量时诱发生物 效应的机率大小。
❖ χ、γ射线不论其能量大小其辐射权重因子
37
第七节 当量剂量和单位
❖ （2）当量剂量的单位
❖ dm——体积球的空气质量
9
第二节 照 射 量
❖ 用图表示1立方厘米的干燥空气，
其质量为0.001293克，这些次
级电子是光子从0.001293克空
气中打出来的，它们在
入
次
0.001293克空气中的里面和外Байду номын сангаас
射 光
面都形成离子，所有这些离子 子
级 电 子
e
都计算在内，而在0.001293克
光辐射测量原理与技术——光强和照度的测量
第二章光强和照度的测量§２-１光强基准与光强标准灯 •作为光强单位的基准器应满足的条件:１.具有一定的强度和光谱功率分布２.具有很好的重复性，长时间点燃其光强数值保持不变 ３.制备及使用方便光强基准基本单位的演变历史: １.早期基准:蜡烛→卡塞尔灯（1800年）→尖头钠灯(1884-1940年) ２.白炽体基准和“小数”基准 ３.临时“国际烛光” ４.黑体基准和新烛光 ５.新烛光变成坎德拉６.坎德拉的新定义:光源发出频率为540×1012Hz 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坎德拉（cd) •光强基准(次级基准)—副基准灯和工作基准灯组成１.次级基准的作用:由副基准灯保存量值，再通过工作基准灯向下进行量值传递 ２.我国选用光强标准灯系列中的BDQ7和BDQ8作为副级基准灯和工作基准灯 ３.光强标准灯的形状:圆柱形、正圆锥形、斜圆锥形、圆球形等我国采用圆球形 4.作为标准灯的首要条件是:稳定性要好—即每次燃点时应保持同样的光强 真空泡量值波动为：±(0.2-0.5)% 充气泡量值波动为：±(0.4-1)%5.光强标准灯的使用及其要求：①灯泡质量要好:泡壳应无色透明,无泛碱、发雾和波纹、气泡等缺陷，发光要稳定（注：新制标准灯发光不稳定应老练到全寿命的10%，通常是在高于工作电压的5%，老练50-80小时）②供电电源精度高（稳定性好—常用直流供电电源）③标准灯点燃时应逐渐点亮，在稳定电流（电压）下预热真空泡5分钟左右，充气泡预热10分钟左右，待发光稳定后再开始测量④测量时应经常更换极性（每小时换一次）。
标准灯在使用30-60小时后，要用上一级标准灯重新定标，若使用时间少于这个值，经一年后应重新定标§２-2目视法测光强光度学测光强方法：目视法（主观测量法）光电法（客观测量法）•目视光度计的制作原理：目视法主要利用人的眼睛对光敏感强，它能精确判断相邻二个表面的亮度是否相同。
核辐射测量原理复习知识要点
核辐射测量原理复习知识要点1. 辐射单位：核辐射的单位有剂量当量（简称剂量）、剂量率和活度。
剂量是衡量辐射对人体或物体的能量沉积的量度，单位为戈瑞（Gray，Gy），也可以用辐（Rad）来表示。
剂量率是单位时间内所接受的辐射剂量，单位为戈瑞每小时（Gy/h）或辐每小时（Rad/h）。
活度是指放射性核素单位时间内发生核变的次数，单位为贝可勒尔（Bq）或居里（Ci）。
2.伽玛射线测量原理：伽玛射线具有高能量、高穿透力和无电荷的特点，它们的测量可以通过闪烁体、场效应管、固态探测器等方法进行。
闪烁体通过吸收伽玛射线后产生光子，可以利用光电倍增管放大光信号进行测量。
场效应管是一种半导体器件，其导电性能受到入射辐射的影响，可以通过测量电流变化来获得伽玛射线的剂量。
固态探测器利用半导体材料的能带结构和电导特性，可以直接将入射辐射转化为电信号进行测量。
3.α粒子测量原理：α粒子具有较大的电离能力和强大的破坏能力，但其穿透能力较差。
α粒子的测量可以采用闪烁体、气体探测器或固态探测器。
闪烁体通过吸收α粒子后产生光子，并通过光电倍增管放大光信号进行测量。
气体探测器利用气体经α粒子电离后导电性能的变化来测量α粒子的剂量，其中，流动计数管和泄漏计数管是常用的气体探测器。
固态探测器利用α粒子与半导体材料之间的相互作用，通过测量电流变化或电荷收集来获得α粒子的剂量。
4.β粒子测量原理：β粒子具有较高的能量和较好的穿透能力，但其电离能力较弱。
β粒子的测量可以采用闪烁体、气体探测器或固态探测器。
闪烁体通过吸收β粒子后产生光子，并通过光电倍增管放大光信号进行测量。
气体探测器利用气体经β粒子电离后导电性能的变化来测量β粒子的剂量，其中，流动计数管和泄漏计数管是常用的气体探测器。
固态探测器利用β粒子与半导体材料之间的相互作用，通过测量电流变化或电荷收集来获得β粒子的剂量。
5.辐射防护：核辐射对人体有害，如不正确处理可能引起辐射病或致癌。
辐照剂量单位与剂量测量
辐照量单位与剂量测量(一）放射性强度与放射性比度1、放射性强度又称放射性活度，是度量放射性强弱的物理量。
曾采用的单位有：居里（Curie简写Ci）若放射性同位素每秒有3.7×1010次核衰变，则它的放射性强度为1居里（Ci）。
贝可勒尔（Becqurel，简称贝可Bq）1贝可表示放射性同位素每秒有一个原子核衰变。
克镭当量放射γ射线的放射性同位素（即γ辐射源）和1克镭（密封在0.5mm厚铂滤片内）在同样条件下所起的电离作用相等时，其放射性强度就称为1克镭当量。
2、放射性比度将一个化合物或元素中的放射性同位素的浓度称为“放射性比度”，也用以表示单位数量的物质的放射性强度。
（二）照射量照射量（Exposure）是用来度量X射线或γ射线在空气中电离能力的物理量。
使用的单位有：伦琴（Roentgen，简写R）SI库仑/千克（C·kg-1）（三）吸收剂量1、吸收剂量单位（1）吸收剂量被照射物质所吸收的射线的能量称为吸收剂量，其单位有：拉德（rad）戈瑞（Gray，简称Gy）。
（2）剂量率是指单位质量被照射物质在单位时间内所吸收的能量。
（3）剂量当量是用来度量不同类型的辐照所引起的不同的生物学效应，其单位为希（沃特）（Sv）。
（4）剂量当量率是指单位时间内的剂量当量，单位为Sv·s-1或Sv·h-1。
2、吸收剂量测量国家基准——采用Frickle剂量计（硫酸亚铁剂量计）国家传递标准剂量测量体系——丙氨酸/ESR剂量计（属自由基型固体剂量计），硫酸铈-亚铈剂量计，重铬酸钾（银）-高氯酸剂量计，重铬酸银剂量计等常规剂量计——无色透明或红色有机玻璃片（聚甲基丙烯酸甲酯），三醋酸纤维素，基质为尼龙或PVC的含有隐色染料的辐照显色薄膜等。
光测量各种单位详解
光强度/坎德拉、光亮度/cd/m²、光通量/流明、光照度/勒克斯1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：名称单位符号定义光强度 cd坎德拉(Candela)I = F/Ω光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光亮度 cd/m²表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比。
光通量 lm流明(Lumen) F 单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。
绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305*10³cm²面积上辐射出来的光通量为1lm。
为表明光强和光通量的关系，发光强度为1cd的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1lm。
光照度 lx勒克斯(Lux) 被光均匀照射的物体，距离该光源1米处，在1m²面积上得到的光通量是1lm 时，它的照度是1lux。
习称“烛光米”。
1. 烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K获1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。
从数量上看，60 坎德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发光强度与光亮度发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F 为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。
常用的辐射量和测量
粒子注量率: d (m-2s-1)
dt
2. (2)照射量 X
是直接量度X或γ光子对空气电离能力的量， 可间接反映X射线或γ射线辐射场的强弱，是 测量辐射场的一种物理量。
定义: X或γ光子在单位质量的空气中，与原子 相互作用释放出来的次级电子完全被空气阻止 时,（意味着无剩余能量）,（在导致空气电离 的过程中）所产生的同种符号离子的总电荷量.
第一：X(γ)
E 带电粒子 (K)
第二：带电粒子 电离、激发 物质吸收 (D)
定义: 单位质 量的物质, 对任 意种辐射能量均 值的吸收量.
D dEen dm
(J/kg)或(Gy) 旧单位(rad)
1Gy=100rad
3. 吸收剂量 D
吸收剂量率 讨论:
D dD dt
(Gy/s)
K dEX
X或γ能量除转换成电子初动能 外,还有核与电子间束缚能及散射
适用辐 射类型
空气 X、γ射线
任何介质
非带电粒子辐 射
任何介质 任何辐射
1R
1静电单位电荷 0.001293g
3.336 1010 C 1.293106 kg
2.58 104 C/kg
2. (2)照射量 X
换算: 1个单价离子的电荷量是4.8×10-10静
电单位,因此产生1静电单位电荷量的离子对
为
1 4.8 1010
2.083109离子对
带电粒子在空气中形成一对离子所耗平均 能量为33.85eV,因此1R 照射量在0.00129g空 气中交给次级电子的能量相当于
照射量仅适应于能量在 10KeV~3MeV范围内的X射线或γ射线
2. (2)照射量 X
光学辐射计量名词术语及定义
光学辐射计量名词术语及定义嘿，朋友们！今天咱来聊聊光学辐射计量那些事儿。
你说啥是光学辐射计量呀？这就好比咱每天要吃饭一样重要呢！简单来说，就是对光啊、各种辐射啊进行测量和研究。
你想想看，咱生活中到处都是光。
太阳公公每天升起，给咱带来光明和温暖，那这光的强弱咱不得知道呀？这就好像咱去买东西，得知道东西的分量一样重要呢！再比如晚上咱开的灯，那灯光亮不亮也得有个标准不是？不然太亮了晃眼睛，太暗了又看不清。
还有那些紫外线呀、红外线呀啥的，也都属于光学辐射的范畴呢。
就说紫外线吧，夏天咱都怕被它晒黑晒伤，那怎么知道紫外线有多强呢？这就得靠光学辐射计量啦！好比咱知道自己兜里有多少钱，才能合理安排怎么花呀。
这光学辐射计量可不光是在日常生活中有大用处，在科学研究、工业生产里那也是至关重要的呢！科研人员研究各种材料对光的反应，工厂里生产和光有关的产品，都得靠它来把关呢。
咱就说医院里那些检查身体的仪器吧，很多都和光学辐射有关。
要是没有准确的计量，那检查结果能靠谱吗？这可关系到咱的健康呀，可不是闹着玩的呢！
再看看那些漂亮的灯光秀，那色彩斑斓的灯光为啥能那么好看，那么协调？也是因为有光学辐射计量在背后默默工作呀。
要是没有它，那灯光可能就乱成一团啦，哪还有美感可言呢。
你说这光学辐射计量是不是特别神奇，特别重要呀？它就像一个默默守护我们的小天使，虽然我们平时可能不太注意到它，但它却在各个角落发挥着巨大的作用呢！所以呀，咱可别小瞧了它，要好好了解它、重视它。
这样我们的生活才能更加丰富多彩，更加美好呀！你说是不是呢？
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
光辐射测量
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：
色度学基础
光辐射测量
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
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
辐射、光、视觉
——我们研究的对象范围
光波的范围
◆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540×1012Байду номын сангаас兹的单色辐射，在给定方向的 辐射强度为没球面度1/683瓦时，其光强为1坎得拉。
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。
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。
核辐射测量用到的单位
1.γ射线与物质相互作用。
(1)光电效应光子与物质碰撞时，把它的全部能量交给物质原子中的核外电子，电子把所得到的能量的一部分用于克服原子核对它的约束，剩下的能量就作为电子的动能，而光子整个地被物质所吸收。
这种效应就是光电效应，在光子能量低时占主导地位。
由光电效应生成的自由电子称为光电子。
(2)康普顿效应当一个具有足够能量的入射光子打到原子中的一个电子，入射光子和电子之间的相互作用好像我们很常见的2个小球之间的弹性碰撞。
在碰撞之前入射光子具有能量hc/λ和动量h/λ，碰撞之后，光子将一部分能量转移给电子后以偏离原来的方向θ角度方向散射出去，从光子那里得到能量的电子沿着与光子入射方向成ψ角度运动。
散射光子的能量变为hc/λ′，动量变为h/λ′。
这个效应是首先由美国物理学家康普顿发现的，因此称为康普顿效应。
(3)电子对效应当电子的能量大于1.022MeV时，它与物质相互作用时，光子在被物质吸收的同时，会转化为一个电子和一个正电子，就是所谓的电子对。
2.测量核辐射测量的物理量及单位。
(1)放射性活度(radioactivity)，简称活度，符号A，观测量为衰变率，传统单位是居里(Ci)，SI单位是贝可[勒尔](Becquerel)，符号为Bq。
1Bq=1次衰变/秒。
1Ci=3.7×1010Bq，或1Bq=1/s=1.703×10-11Ci。
(2)照射量(exposure dose)，符号X，观测量为空气中产生的电离，传统单位伦琴(R)，SI单位是库伦每千克，符号为C/kg。
X=dQ，其中dQ的值是在质量dm为dm的空气中，由光子释放的全部电子(负电子和正电子)在空气中完全被阻止时所产生的离子总电荷的绝对量。
1R＝2.58×10-4C/kg。
(3)吸收剂量(absorbed dose)，符号D，观测量为能量吸收，传统单位为拉德(rad)，SI单位为戈瑞Gy。
D=dε/dm，其中dε是致电离辐射给予质量为dm的受照物质的平均能量。
光辐射计原理
光辐射计原理
光辐射计是一种用于测量光辐射强度的仪器。
其原理基于光的能量传递和探测器的响应特性。
当光线照射在探测器上时，其中一部分能量被转换成电信号并被放大，从而产生一个表示光辐射强度的数字输出。
光辐射计的工作原理可以分为两种类型：辐射计和光度计。
辐射计主要用于测量太阳辐射、地球辐射和宇宙辐射等高能量辐射，而光度计则主要用于测量可见光、红外线和紫外线等低能量辐射。
通过测量光的辐射强度，光辐射计在气象学、环境监测、医学和科学研究等领域都有广泛的应用。
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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。
本身不发光的物体颜色取决于光谱功率分布和物体的发射特性或透射特性•色温与相关色温:１.色温:T c (colour temperature)待测辐射源在温度T 时所呈现的颜色与某一温度T c 时的黑体颜色相同(色品相同)则称T c 为该辐射体光源的颜色与色温的色温度。
简称色温T c (单位:Ｋ) ２.相关色温：在均匀色品图中黑体轨迹上与待测辐射体色品最接近的色温度称之为相关色温用Ｔ表示（单位：Ｋ）§１-５光辐射测量中的定律与定则•朗伯定律或理想漫射面的余弦定则:１.朗伯定律在θ方向上： 在法线方向上：如果发光面或漫射面的亮度不随方向改变，则有:cos I L dA θθθ=⋅00I L dA =故 2.遵从朗伯定律的光源称为朗伯光源． 只有绝对黑体才是朗伯光源 3.朗伯光源的特性①单位面积上的光出度为其亮度的Л倍： L=M/Л或M=ЛL=ρE②当二个元表面dA 1.dA 2亮度相等时,一元表面发射到另一元表面的光通量等于它自身获得的光通量． 即 •距离平方反比定律１.在r ⊥dA 方向上的光强为: 面积为dA 的照度E 为: 而 故 垂直于光线传播方向被照表面的照度与光强成正比，而与光源到被照表面的距离平方成反比即为距离平方反比定律２.当被照表面dA 与光源的距离r 1变到r 2时，则相应的照度由E 1→E 2有下列关系：E 1/E 2=r 12/r 22可知距离变化一倍，照度变化四倍． ➢ 注意:满足此定律前提：①点光源（L ≥10R)②在介质中光不被吸收③在给定的立体角内，光通量分布相同➢ 实际:①光源尺寸取得足够小（距离加大）cos I I L L dA dAθθθ===⋅0cos I I θθ=⋅122112122cos cos Ld d dA dA l φφθθ==（传播定律）/I d d φ=Ωd I E d dA dAφ==Ω2/d dA lΩ=2/E I l =②在空气中，可忽略光吸收 ③立体角足够小•例题：一理想漫射面的面积为2cm 2,其亮度为25cd/cm 2求：①垂直方向上的光强度 ②在与垂直方向成600倾斜角方向上的光强③如果光线垂直射至50cm 远处半径为2cm 的圆形屏幕上，求入射到屏幕上的光通量是多少？ 解:①由L=I/dA ·cos θ知在法线上θ=0０故I=L ·A=25×2=50cd ②此为理想漫射面故由朗伯定律知： I θ=I ０·cos θ=50×cos600=25cd ③依题由距离平方反比定律知屏幕上照度为： E=Ｉ/r 2=Φ/Ａ得屏幕上的光通量为： Φ=E ·Ａ=I ０/r 2 ·Ａ=50/502×2Л×4 =4Л/25 lm。