辐射度学与光度学基本知识_图文
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h是普朗克常数，ν是光的频率，ν与光速c、波长λ之间都是可换算的 . 辐射能即可以表示辐射源发出的电磁波的能量，也可以表示被辐射 表面接收到的电磁波的能量。
• 辐射功率以及由它派生出来的几个辐射度学中的物理量，属于基本 物理量。它们的量值都可以用专门的红外辐射计在离开辐射源一定 的距离上进行测量。所以其他辐射量都是由辐射功率（或称为辐射 通量）定义的。
• 光谱辐射通量：辐射源在λ+△λ波长间隔内发出 的辐射功率，称为在波长λ处的光谱辐射功率（ 或单色辐射功率）
单位：W/m （瓦/米）
严格地讲，单色辐射通量和光谱辐射通量不同
，其区别在于“单色辐射通量”比“光谱辐射通量”
的
波长范围更小一些。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 注意单位（W/m），光谱辐射通量不是辐 射通量的单位W/m2，而是辐射通量与波 长的比值，描述的是某一波长或波段的辐 射特性。
法向亮度
θ方向亮度
二因式为相漫等辐）射，源则各I方θ=向I0c亮os度θ 相等，即L=Lθ，（上 • 该式是朗伯余弦定律的另一种形式，叙述为“
各个方向上辐射亮度相等的发射表面，其辐射 强度按余弦规律变化”。（物理意义）
二、漫辐射源的辐射特性
1、朗伯辐射源的辐射亮度
=B （常数）
2、朗伯辐射源的辐射强度 注意：虽各方向亮度相同，但辐射强度不同。
• 点辐射源： （相对概念）辐射源与观 测点之间距离大于辐射源最大尺寸10 倍时，可当做点源处理，否则称为扩 展源（有一定面积）.
• P11第一句话重要，“辐射强度是描述点源
特性的辐射量”。（画）
2.辐射出射度：M
• 数学描述：若辐射源的微小面积△A向半球空间 的辐射功率为△Φ，则△Φ与△A之比的极限值 定义为辐射出射度. 单位：w/㎡
已知条件如图：小面源尺寸dAs，小面源亮度L， 被和照dA表的面法积线为与ddA的，夹两角者，距并离设d辐，射θs 源和为θ分朗别伯为体dA。s 求：一个小面源在平面dA产生的照度。
定义:一个任意形状椎面所包含的 空间称为立体角。
符号：Ω 单位：Sr （球面度 ）
• 如图所示，△A是半径 为R的球面的一部分， △A的边缘各点对球心 O连线所包围的那部分 空间叫立体角。
• 立体角的数值为部分 球面面积△A与球半径 平方之比，即
• 单位立体角：以O为球心、R为半径作球，若立 体角Ω截出的球面部分的面积为R2，则此球面部 分所对应的立体角称为一个单位立体角，或一 球面度。
于是有： 光谱辐射强度
光谱辐射出射度
光谱辐射亮度
光谱辐射照度
二、光子辐射量
• 光子辐射量是单位时间间隔内传输的光子数,(发送或接 收). 光子数量：NP（无量纲，是纯数字）
Qν是用频率表示的辐射能。hν是一个光子的能量。
光子数=总的能量除一个光子的能量
又：λν=c ν=c/λ 所以有第二个等号
即
（书3-23式）
5、光亮度
• 光源在给定方向上的光亮度Lν，是在该方向上 的单位投影面积上、单位立体角内发出的光通 量。
）
∵发光强度
单位：cd/m2 （坎德拉/平方米
∴光亮度又可表示为
即在给定方向上的光亮度也就是该方向上单位投 影面积上的发光强度。
6、光照度
定义:被照表面积的单位面积上接收到的 光通量称为光照度.
由辐射强度的定义知
由立体角的定义
则
由照度的定义
如θ=0 （垂直照射），则 此乃距离平方反比定律，是描述点辐射源在某点产生
的 照度的规律。
• 描述：点辐射源在距离d处所产生的照度，与辐 射源的辐射强度I成正比，与距离的平方成反比 。
但必须注意，被照的平面一定要垂直于辐射投射的 方向，如果有一定的角度，则情况如下图所示
• 当α很小时，可用小平面代替球面，5º以下时误差≤1%。
2.球台侧面所对应的立体角：
• 面积为大球面积减去小球面积（见P9 图2-4）
3.用球坐标表示立体角
• （见P9图2-5）微小面积
• 则dS对应的立体角为
• 计算某一个立体角时，在一定范围内 积分即可。
二、辐射量
• 通常，把以电磁波形式传播的能量称为辐射能，用Q表 示，单位为焦耳。
只是可见光）.
§2-1 描述辐射场的基本物理量
• 一、立体角：
• 在光辐射测量中，常用的几何量就是 立体角。立体角涉及到的是空间问题 。任一光源发射的光能量都是辐射在 它周围的一定空间内。因此，在进行 有关光辐射的讨论和计算时，也将是 一个立体空间问题。与平面角度相似 ，我们可把整个空间以某一点为中心 划分成若干立体角。
由定义，
综上，朗伯辐射体的特性有Ф=πI0
L=L0=C （常数） I0=L0A M=πL
§2-5辐射量的基本规律及计算
一、距离平方反比定律:描述点辐射源产生的照度的规律。
设：点辐射源的辐射强度为I;源到被照表面P点的距离为d （P点为小 面元dA）;小面元dA的法线与到辐射源之间的夹角为θ， 求：点辐射源在P点产生的照度
辐射通量:单位时间内通过某一面积的光
辐射
能量
单位：W（瓦）
Q是辐射能量。Φ与功率意义相同。（ 见P10：辐射能量与辐射功率P混用）
1.辐射强度：I
• 数学描述：若点辐射源在小立体角△Ω内的辐射 功率为△Φ，则△Φ与△Ω之比的极限值定义为 辐射强度. 单位：W/Sr （瓦/球面度 ）
• 物理描述：点辐射源在某一方向上的辐射强度 ，是指辐射源在包含该方向的单位立体角内所 发出的辐射通量。
单位：Lm (流 明)
• 对于明视觉：
• 对于暗视觉：
• 3、发光强度:点光源在单位立体角内发出的光通量。 单位：cd (坎德拉)
国际单位制中，candela (坎德拉)的定义是在1979年才更 新的。 P19“1979年10月，……” 其中540×1012Hz频率所对应的波长就是555nm。
• 4、光出射度:扩展源单位面积向2π空间发出的全部光通 量。 单位：Lm/m2 (流明) A为扩展源面积 2π空间：（半球空间）因扩展源有面积，不同于点光源 ， 不能向下或向内辐射。
λ——波长 h——普朗克常数
ν——频率 c——光速
所以
或
• 光子通量：单位时间内传输的光子数 单位：1/S （1/秒）
于是有（用光子通量表示的光子辐射量）：
光子强度
光子亮度
光子辐射度
光子照度
§2.3光度量
• 光度量：辐射量对人眼视觉的刺激值。（ P16） 是主观的，不管辐射量大小，以看到为 准。 光谱光视效能是评定该刺激值的参数。
• 对于一个给定顶点O 和一个随意方向的微小面 积dS ，它们对应的立体角为
• 其中θ为dS 与投影面积 dA的夹角，R为O 到dS 中心的距离。
[例]
• 1、球面所对应的立体角：根据定义 • 全球所对应的立体角 • (全球所对应的立体角是整个空间，又称为4π空间.) • 同理，半球所对应的立体角为2π空间。 • 球冠所对应的立体角：（见P9图2-3）
漫辐射：漫辐射源发出的辐射
漫反射：与漫辐射具有相同特性的反射
。
（电影屏幕等）
举例：很光滑的反射（镜）面，当有一束光 入射其上时，具有很好的（反射）方向性； 表面粗糙的反射器，在很大的空间内都有反 射，没有强弱之分。
• 描述这种辐射的空间分布的特性公式为
式中 B——常数
θ——辐射法线与观察方向夹角
△A——辐射源面积 △Ω——辐射立体角
此时的照度为
该式也被称为照度的余弦法则。
从图中可见，CD=AB·cosθ，即垂直照射时落在CD上的 光通量被分散开来落到较大的面积AB上，所以照度就减 小了。源越倾斜，照射面积越大，照度就越小。从照度
的定义也可看出，
，在通量不变的情况下，被
照面积越大照度越小。
二.立体角投影定律:描述面源所产生的 照度的定律.
5. 出射度和照度的表达式相同、单位也相 同，注意一个是发射，一个是接收。
三个发射量的区别和关系
辐射强度I 辐射出射度 辐射亮度L
M
源特点 点源
面源
面源
辐射特点 立体角内 2π空间 立体角内
§2-4 朗伯余弦定律和漫辐射源的辐射特 性
一、漫辐射源：
辐射亮度L与方向无关的辐射源。（太阳 、荧光屏等）
射亮度、辐射照度的基本概念及计算。 • 作业布置：P279 4、5、6、9题
引言
• 光 学——研究光的本质、特性、传播规 律 的科学.
• 几何光学——以光线在均匀媒质中直线传播 的规定为基础的研究。(画点、画线)
• 物理光学——在证明光是一种电磁波后的研 究。(干涉、衍射等，光可以拐弯了)
• 量子光学——现代理论对光的本质所达到的 认识.(粒子性和波动性)说明光是一种能量。
即：“理想漫反射源单位表面积向空间指定方向单位立体角
内发射（或反射）的辐射功率和该指定方向与表面法线
夹角的余弦成正比。”
这就是朗伯余弦定律。具有这种特性的发射体（或反射
体）称为余弦发射体（或余弦反射体）。
由辐射亮度的定义知：
与上式相比较，则
（常数）
“朗伯余弦定律”为另一种形式（
书25页）
亮度
∵
∴
△Aθ＝△Acosθ ，
• 因此，在θ方向上观测到的源表面上该位 置的辐亮度就定义为△2Φ与△Aθ及△Ω之 比的极限值
单位：w/(㎡·Sr) 瓦/（平方米·球面度）
4.辐射照度：E
• 被照表面积的单位面积上接收到的辐 射功率称辐射照度.
单位：w/㎡ （瓦/米2）
§2.2光谱辐射量与光子辐射 量
• 光视效率
（物理意义： 以光视效能最大处的波长 为基准来衡量其波长处引起的视觉。）
在相同的辐射能量下，看到的亮度不同 。 (P16图2-9 )
具体某个波长上的光视效率称为光谱光 视效率：
★几点说明：
• 1.对于相同的辐射能量，光视效率不同。 • 2.“光视效率的最大值在λ=555nm处”是实验证明。 • 3.绝大部分人眼符合此规律，略有小差异（尤其在可见
辐射度学与光度学基本知识_图文.ppt
• 教学目的：在红外物理（技术）及其应用的科 学实践和工程设计中，经常会遇到各种形式的 辐射源发出辐射的问题和测量问题。本要学习 有关辐射量和光度量的基本概念、定义、单位 及计算。
• 教学方法：面授 • 教学手段：板书 • 学时分配：12 • 重点、难点：掌握辐射出射度、辐射强度、辐
单位：Lux （勒克斯 ）
A为被照面积
描述辐射场的基本物理量小节：
辐射量
光谱辐射量 光子辐射量 光度量
通量
强度
亮度
出射度
照度
注:
1. 光度量的定义和辐射度量的定义只一字 之差，“辐射”——“光”。
2. 下角标有e、λ、p、ν，辐射量在与其它量 同用时标e。
3. 从表达式可直接说出定义及物理意义
4. 从表达式可直接说出单位
1.光谱光视效能和光谱光视效率
• 光视效能
Φν——光通量 Φe——辐射通量
即人眼对不同波长的辐射产生光感觉的效率。
说明即使辐射通量Φe不变，光通量Φv也随着波长不同而 变化，K是个比例,但不是常数，是随波长变化的。于是 人们又定义了光谱光视效率。
• 光谱光视效率
Φνλ——在波长λ处的光通量 Φeλ ——在波长λ处的辐射通量
光既然是一种传播着的能量，如何度
量和定量研究
• 光度学与辐射度学：对光能进行定量研究的 科 学.
• 光 度 学——只限于可见光范围，包含人眼特 性。
• 辐射度学——规律适用于从紫外到红外波段 （光能的大小是客观的）.有些规律适用于整 个电磁波谱。
• 红外物理就是从光是一种能量出发，定量地
讨
论光的计算和测量问题（当然不
光波段两端）。 • 4.通过这个结论，可知辐射量与光度量的换算关系
表X。νλ——光度量；Xeλ——辐射量；Km是常数；V(λ)查
• 5.明视觉和暗视觉：人眼在环境亮度不同时对颜色的视 觉效率不同。（P16～17）
•
明视觉：光亮度大于几个cd/m2；
暗视觉：光亮度小于0.01cd/m2。
2、光通量
• 单位时间内通过某一面积的光能量（ 功率）。
• 物理描述：扩展源单位面积向半球空间发射的 功率（或辐射通量）。 扩展源总的辐射通量，等于辐射出射度对辐射表 面积的积分： A为扩展源面积 。
3.辐射亮度：L
• 物理描述：辐射源在给定方向上的辐射亮度，是源在该 方向上的投影面积上、单位立体角内发出的辐射功率。
面积元△A向小立体角△Ω内发射的辐射功率 是二阶小量△(△Φ)＝△2Φ； • 在θ方向看到的源面积是△A的投影面积
Iθ=I0cosθ θ=90°时，Iθ=0 （见P25图2-12）
3、辐射出射度为辐射亮度的π倍，即M=πL 由：
和
（朗伯余弦定律）
有
由定义M = Ф/A = πLA/A =πL 书26页 由定义
有
“小面积dA在θ方向的小立体角dΩ内的辐射功率” 则，小面积dA向半球空间发怵的辐射功率为：
用球坐标表示
• 辐射功率以及由它派生出来的几个辐射度学中的物理量，属于基本 物理量。它们的量值都可以用专门的红外辐射计在离开辐射源一定 的距离上进行测量。所以其他辐射量都是由辐射功率（或称为辐射 通量）定义的。
• 光谱辐射通量：辐射源在λ+△λ波长间隔内发出 的辐射功率，称为在波长λ处的光谱辐射功率（ 或单色辐射功率）
单位：W/m （瓦/米）
严格地讲，单色辐射通量和光谱辐射通量不同
，其区别在于“单色辐射通量”比“光谱辐射通量”
的
波长范围更小一些。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 注意单位（W/m），光谱辐射通量不是辐 射通量的单位W/m2，而是辐射通量与波 长的比值，描述的是某一波长或波段的辐 射特性。
法向亮度
θ方向亮度
二因式为相漫等辐）射，源则各I方θ=向I0c亮os度θ 相等，即L=Lθ，（上 • 该式是朗伯余弦定律的另一种形式，叙述为“
各个方向上辐射亮度相等的发射表面，其辐射 强度按余弦规律变化”。（物理意义）
二、漫辐射源的辐射特性
1、朗伯辐射源的辐射亮度
=B （常数）
2、朗伯辐射源的辐射强度 注意：虽各方向亮度相同，但辐射强度不同。
• 点辐射源： （相对概念）辐射源与观 测点之间距离大于辐射源最大尺寸10 倍时，可当做点源处理，否则称为扩 展源（有一定面积）.
• P11第一句话重要，“辐射强度是描述点源
特性的辐射量”。（画）
2.辐射出射度：M
• 数学描述：若辐射源的微小面积△A向半球空间 的辐射功率为△Φ，则△Φ与△A之比的极限值 定义为辐射出射度. 单位：w/㎡
已知条件如图：小面源尺寸dAs，小面源亮度L， 被和照dA表的面法积线为与ddA的，夹两角者，距并离设d辐，射θs 源和为θ分朗别伯为体dA。s 求：一个小面源在平面dA产生的照度。
定义:一个任意形状椎面所包含的 空间称为立体角。
符号：Ω 单位：Sr （球面度 ）
• 如图所示，△A是半径 为R的球面的一部分， △A的边缘各点对球心 O连线所包围的那部分 空间叫立体角。
• 立体角的数值为部分 球面面积△A与球半径 平方之比，即
• 单位立体角：以O为球心、R为半径作球，若立 体角Ω截出的球面部分的面积为R2，则此球面部 分所对应的立体角称为一个单位立体角，或一 球面度。
于是有： 光谱辐射强度
光谱辐射出射度
光谱辐射亮度
光谱辐射照度
二、光子辐射量
• 光子辐射量是单位时间间隔内传输的光子数,(发送或接 收). 光子数量：NP（无量纲，是纯数字）
Qν是用频率表示的辐射能。hν是一个光子的能量。
光子数=总的能量除一个光子的能量
又：λν=c ν=c/λ 所以有第二个等号
即
（书3-23式）
5、光亮度
• 光源在给定方向上的光亮度Lν，是在该方向上 的单位投影面积上、单位立体角内发出的光通 量。
）
∵发光强度
单位：cd/m2 （坎德拉/平方米
∴光亮度又可表示为
即在给定方向上的光亮度也就是该方向上单位投 影面积上的发光强度。
6、光照度
定义:被照表面积的单位面积上接收到的 光通量称为光照度.
由辐射强度的定义知
由立体角的定义
则
由照度的定义
如θ=0 （垂直照射），则 此乃距离平方反比定律，是描述点辐射源在某点产生
的 照度的规律。
• 描述：点辐射源在距离d处所产生的照度，与辐 射源的辐射强度I成正比，与距离的平方成反比 。
但必须注意，被照的平面一定要垂直于辐射投射的 方向，如果有一定的角度，则情况如下图所示
• 当α很小时，可用小平面代替球面，5º以下时误差≤1%。
2.球台侧面所对应的立体角：
• 面积为大球面积减去小球面积（见P9 图2-4）
3.用球坐标表示立体角
• （见P9图2-5）微小面积
• 则dS对应的立体角为
• 计算某一个立体角时，在一定范围内 积分即可。
二、辐射量
• 通常，把以电磁波形式传播的能量称为辐射能，用Q表 示，单位为焦耳。
只是可见光）.
§2-1 描述辐射场的基本物理量
• 一、立体角：
• 在光辐射测量中，常用的几何量就是 立体角。立体角涉及到的是空间问题 。任一光源发射的光能量都是辐射在 它周围的一定空间内。因此，在进行 有关光辐射的讨论和计算时，也将是 一个立体空间问题。与平面角度相似 ，我们可把整个空间以某一点为中心 划分成若干立体角。
由定义，
综上，朗伯辐射体的特性有Ф=πI0
L=L0=C （常数） I0=L0A M=πL
§2-5辐射量的基本规律及计算
一、距离平方反比定律:描述点辐射源产生的照度的规律。
设：点辐射源的辐射强度为I;源到被照表面P点的距离为d （P点为小 面元dA）;小面元dA的法线与到辐射源之间的夹角为θ， 求：点辐射源在P点产生的照度
辐射通量:单位时间内通过某一面积的光
辐射
能量
单位：W（瓦）
Q是辐射能量。Φ与功率意义相同。（ 见P10：辐射能量与辐射功率P混用）
1.辐射强度：I
• 数学描述：若点辐射源在小立体角△Ω内的辐射 功率为△Φ，则△Φ与△Ω之比的极限值定义为 辐射强度. 单位：W/Sr （瓦/球面度 ）
• 物理描述：点辐射源在某一方向上的辐射强度 ，是指辐射源在包含该方向的单位立体角内所 发出的辐射通量。
单位：Lm (流 明)
• 对于明视觉：
• 对于暗视觉：
• 3、发光强度:点光源在单位立体角内发出的光通量。 单位：cd (坎德拉)
国际单位制中，candela (坎德拉)的定义是在1979年才更 新的。 P19“1979年10月，……” 其中540×1012Hz频率所对应的波长就是555nm。
• 4、光出射度:扩展源单位面积向2π空间发出的全部光通 量。 单位：Lm/m2 (流明) A为扩展源面积 2π空间：（半球空间）因扩展源有面积，不同于点光源 ， 不能向下或向内辐射。
λ——波长 h——普朗克常数
ν——频率 c——光速
所以
或
• 光子通量：单位时间内传输的光子数 单位：1/S （1/秒）
于是有（用光子通量表示的光子辐射量）：
光子强度
光子亮度
光子辐射度
光子照度
§2.3光度量
• 光度量：辐射量对人眼视觉的刺激值。（ P16） 是主观的，不管辐射量大小，以看到为 准。 光谱光视效能是评定该刺激值的参数。
• 对于一个给定顶点O 和一个随意方向的微小面 积dS ，它们对应的立体角为
• 其中θ为dS 与投影面积 dA的夹角，R为O 到dS 中心的距离。
[例]
• 1、球面所对应的立体角：根据定义 • 全球所对应的立体角 • (全球所对应的立体角是整个空间，又称为4π空间.) • 同理，半球所对应的立体角为2π空间。 • 球冠所对应的立体角：（见P9图2-3）
漫辐射：漫辐射源发出的辐射
漫反射：与漫辐射具有相同特性的反射
。
（电影屏幕等）
举例：很光滑的反射（镜）面，当有一束光 入射其上时，具有很好的（反射）方向性； 表面粗糙的反射器，在很大的空间内都有反 射，没有强弱之分。
• 描述这种辐射的空间分布的特性公式为
式中 B——常数
θ——辐射法线与观察方向夹角
△A——辐射源面积 △Ω——辐射立体角
此时的照度为
该式也被称为照度的余弦法则。
从图中可见，CD=AB·cosθ，即垂直照射时落在CD上的 光通量被分散开来落到较大的面积AB上，所以照度就减 小了。源越倾斜，照射面积越大，照度就越小。从照度
的定义也可看出，
，在通量不变的情况下，被
照面积越大照度越小。
二.立体角投影定律:描述面源所产生的 照度的定律.
5. 出射度和照度的表达式相同、单位也相 同，注意一个是发射，一个是接收。
三个发射量的区别和关系
辐射强度I 辐射出射度 辐射亮度L
M
源特点 点源
面源
面源
辐射特点 立体角内 2π空间 立体角内
§2-4 朗伯余弦定律和漫辐射源的辐射特 性
一、漫辐射源：
辐射亮度L与方向无关的辐射源。（太阳 、荧光屏等）
射亮度、辐射照度的基本概念及计算。 • 作业布置：P279 4、5、6、9题
引言
• 光 学——研究光的本质、特性、传播规 律 的科学.
• 几何光学——以光线在均匀媒质中直线传播 的规定为基础的研究。(画点、画线)
• 物理光学——在证明光是一种电磁波后的研 究。(干涉、衍射等，光可以拐弯了)
• 量子光学——现代理论对光的本质所达到的 认识.(粒子性和波动性)说明光是一种能量。
即：“理想漫反射源单位表面积向空间指定方向单位立体角
内发射（或反射）的辐射功率和该指定方向与表面法线
夹角的余弦成正比。”
这就是朗伯余弦定律。具有这种特性的发射体（或反射
体）称为余弦发射体（或余弦反射体）。
由辐射亮度的定义知：
与上式相比较，则
（常数）
“朗伯余弦定律”为另一种形式（
书25页）
亮度
∵
∴
△Aθ＝△Acosθ ，
• 因此，在θ方向上观测到的源表面上该位 置的辐亮度就定义为△2Φ与△Aθ及△Ω之 比的极限值
单位：w/(㎡·Sr) 瓦/（平方米·球面度）
4.辐射照度：E
• 被照表面积的单位面积上接收到的辐 射功率称辐射照度.
单位：w/㎡ （瓦/米2）
§2.2光谱辐射量与光子辐射 量
• 光视效率
（物理意义： 以光视效能最大处的波长 为基准来衡量其波长处引起的视觉。）
在相同的辐射能量下，看到的亮度不同 。 (P16图2-9 )
具体某个波长上的光视效率称为光谱光 视效率：
★几点说明：
• 1.对于相同的辐射能量，光视效率不同。 • 2.“光视效率的最大值在λ=555nm处”是实验证明。 • 3.绝大部分人眼符合此规律，略有小差异（尤其在可见
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• 教学目的：在红外物理（技术）及其应用的科 学实践和工程设计中，经常会遇到各种形式的 辐射源发出辐射的问题和测量问题。本要学习 有关辐射量和光度量的基本概念、定义、单位 及计算。
• 教学方法：面授 • 教学手段：板书 • 学时分配：12 • 重点、难点：掌握辐射出射度、辐射强度、辐
单位：Lux （勒克斯 ）
A为被照面积
描述辐射场的基本物理量小节：
辐射量
光谱辐射量 光子辐射量 光度量
通量
强度
亮度
出射度
照度
注:
1. 光度量的定义和辐射度量的定义只一字 之差，“辐射”——“光”。
2. 下角标有e、λ、p、ν，辐射量在与其它量 同用时标e。
3. 从表达式可直接说出定义及物理意义
4. 从表达式可直接说出单位
1.光谱光视效能和光谱光视效率
• 光视效能
Φν——光通量 Φe——辐射通量
即人眼对不同波长的辐射产生光感觉的效率。
说明即使辐射通量Φe不变，光通量Φv也随着波长不同而 变化，K是个比例,但不是常数，是随波长变化的。于是 人们又定义了光谱光视效率。
• 光谱光视效率
Φνλ——在波长λ处的光通量 Φeλ ——在波长λ处的辐射通量
光既然是一种传播着的能量，如何度
量和定量研究
• 光度学与辐射度学：对光能进行定量研究的 科 学.
• 光 度 学——只限于可见光范围，包含人眼特 性。
• 辐射度学——规律适用于从紫外到红外波段 （光能的大小是客观的）.有些规律适用于整 个电磁波谱。
• 红外物理就是从光是一种能量出发，定量地
讨
论光的计算和测量问题（当然不
光波段两端）。 • 4.通过这个结论，可知辐射量与光度量的换算关系
表X。νλ——光度量；Xeλ——辐射量；Km是常数；V(λ)查
• 5.明视觉和暗视觉：人眼在环境亮度不同时对颜色的视 觉效率不同。（P16～17）
•
明视觉：光亮度大于几个cd/m2；
暗视觉：光亮度小于0.01cd/m2。
2、光通量
• 单位时间内通过某一面积的光能量（ 功率）。
• 物理描述：扩展源单位面积向半球空间发射的 功率（或辐射通量）。 扩展源总的辐射通量，等于辐射出射度对辐射表 面积的积分： A为扩展源面积 。
3.辐射亮度：L
• 物理描述：辐射源在给定方向上的辐射亮度，是源在该 方向上的投影面积上、单位立体角内发出的辐射功率。
面积元△A向小立体角△Ω内发射的辐射功率 是二阶小量△(△Φ)＝△2Φ； • 在θ方向看到的源面积是△A的投影面积
Iθ=I0cosθ θ=90°时，Iθ=0 （见P25图2-12）
3、辐射出射度为辐射亮度的π倍，即M=πL 由：
和
（朗伯余弦定律）
有
由定义M = Ф/A = πLA/A =πL 书26页 由定义
有
“小面积dA在θ方向的小立体角dΩ内的辐射功率” 则，小面积dA向半球空间发怵的辐射功率为：
用球坐标表示