4.5_辐射度学与光度学中基本量

§辐射度学与光度学中基本量

•光是具有能量的

激光焊接，激光致盲，太阳能热水器

•光学系统是能量传输系统•前面几章研究了光学系统的成像问题，只是研究了能量的传播方向，本章解决能量的数量问题

•可见光是波长在400nm-760nm范围内的电磁辐射，是能对人的视觉形成刺激，并被能被人感受到的电磁辐射，按视觉响应原则建立的表征可见光的量为光学量

•描述电磁辐射的物理量为辐射量，也可描述可见光

•可见光可用辐射量和光学量两种量值系统来度量

1. 立体角

2.辐射度学中的基本量

3.视见函数

•人眼是一种可见光探测器

Ø输入：用辐射度量表示的可见光辐射

Ø输出：用光学量表示的光感受

•人眼视觉的强弱：

Ø辐射在该方向上的辐射强度

Ø辐射的波长

Ø具有相同辐射量而波长不同的可见光分别作用于人眼，人所感受到的明暗程度不同

•视见函数V（λ）：

Ø表示人眼对不同波长辐射的敏感度差别

Ø人眼视觉系统决定的

Ø明视觉视见函数，暗视觉视见函数

Ø规定V（555）＝1，555nm人眼最灵敏的波长ØV（λ）＝I（λ）/I(555)

•光学量与辐射量间的关系

ØdΦ=K m•dΦe•Vλ

4.光度学中的基本量

•光能量

依人眼的感觉强弱，进行量度的辐射能, Q

•光通量－描写辐射通量引起人眼的视觉强度

ØΦ=dQ/dt ，单位时间内，光源发出或通过一定面积的光能

Ø对单色光源：d Φ=K m•dΦe•Vλ

Ø单位：流明lm

ØK m的规定：1瓦555nm的单色光辐射通量＝683流明的光通量，K m＝683流明/瓦，是光通量与功率的转换当量

•发光效率（光视效能）

Øη＝光源的光通量/该光源的耗电功率，表示发光体的发光特性

Ø流明/瓦，辐射体每消耗1瓦电功率所发出的光通量

例：100瓦钨丝灯，光通量为1500流明，则η＝15lm/w

40瓦荧光灯，光通量为2000流明，则η＝50lm/w

•光强度－光源在各个方向上的发光特性

ØI＝dΦ/dΩ，点光源沿某一给定方向上在单位立体角内发出的光通量

Ø单位：坎德拉Cd，1cd=1lm/sr，国际单位制中七个基本单位之一，光度学中其它单位都是导出单位