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《光輻射基礎(chǔ)和光源》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第一章光輻射基礎(chǔ)和光源光電信號(hào)檢測(cè)0.0011200300380760nm1μm7μm1mm1cm1m1km可見光近紅外中紅外（毫米波）遠(yuǎn)紅外微波近紫外遠(yuǎn)紫外真空紫外γ射線射線X無(wú)線電波長(zhǎng)波序言光輻射狹義：可見光廣義：可見光、紅外輻射、X射線、紫外輻射……9/16/20212光源——發(fā)出光輻射的物體自然光源——被動(dòng)光電探測(cè)系統(tǒng)人造光源——主動(dòng)光電探測(cè)系統(tǒng)9/16/20213光的基本性質(zhì)光具有波粒二象性波動(dòng)性：解釋干涉、衍射、偏振等——物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)粒子性：解釋光電效應(yīng)、光與介質(zhì)的相互作用、吸收、散射等
2、——本課的基礎(chǔ)9/16/20214兩種定量描述方式輻射度學(xué)量：用能量單位描述光輻射能的客觀物理量（物理的），用下腳標(biāo)“e”表示。光度學(xué)量：描述光輻射能被平均人眼接受后所引起的視覺刺激的強(qiáng)度，（生理的），用下腳標(biāo)“v”表示。光度學(xué)量是以人眼對(duì)光輻射刺激所產(chǎn)生的視覺為基礎(chǔ)，受到了主觀視覺的限制，不是客觀的物理學(xué)描述方法。輻射度學(xué)量和光度學(xué)量是一一對(duì)應(yīng)的，它們之間有著一定的關(guān)系?！?－1輻射的基本概念9/16/20215一、輻射度學(xué)的基本物理量1．輻射能Qe:輻射能是一種以電磁波的形式發(fā)射、傳播或接收的能量，單
3、位為J(焦耳)。當(dāng)輻射能被物質(zhì)吸收時(shí)，可以轉(zhuǎn)換成其它形式的能量，如熱能、電能等。2．輻射通量Φe:又稱輻射功率，是輻射能的時(shí)間變化率，是單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射、傳播或接收的輻射能，Φe＝dQe／dt，單位為W(瓦)。9/16/202163．輻射強(qiáng)度Ie：點(diǎn)輻射源在給定方向單位立體角內(nèi)的輻射通量，單位為W/sr（瓦每球面度），Ie＝dΦe／dΩ。4．輻射照度Ee：投射在單位面積上的輻射通量，即Ee＝dΦe／dA，單位為W／m2(瓦每平方米)。dA是投射輻射通量dΦe的面積元。9/16/202175．輻射出射度Me：
4、擴(kuò)展輻射源單位面積所輻射的通量，即dΦe／dS，dΦe由是擴(kuò)展源表面dS在各方向上所發(fā)出的輻射通量，單位為W／m2(瓦每平方米)。Ee和Me的單位相同，其區(qū)別在于：Ee是描述輻射接收面所接收的輻射特性，而Me則為描述擴(kuò)展輻射源向外發(fā)射的輻射特性。9/16/202186．輻射亮度Le：擴(kuò)展源表面一點(diǎn)處的面元在給定方向上單位立體角、單位投影面積內(nèi)發(fā)出的輻射通量。單位為W／sr·m2（瓦每球面度平方米）Le：隨方向變化而變化9/16/20219輻射源所輻射的能量往往由許多不同波長(zhǎng)的單色輻射所組成。為了研究各種波
5、長(zhǎng)的輻射通量，需要對(duì)某一波長(zhǎng)的單色光的輻射能量作出相應(yīng)的定義。7．光譜輻射通量Φe（λ）：輻射源發(fā)出的光在波長(zhǎng)λ處的單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)的輻射通量。也叫輻射通量的光譜密度。即光譜輻射通量是輻射通量隨波長(zhǎng)的變化率。單位為W／μm(瓦每微米)，或W／nm(瓦每納米)。9/16/202110二、光度的基本物理量1．光譜光視效率：人的視神經(jīng)對(duì)各種不同波長(zhǎng)光的感光靈敏度是不一樣的；對(duì)綠光最靈敏，對(duì)紅、藍(lán)光靈敏度較低；另外，受視覺生理和心理影響，不同的人對(duì)各種波長(zhǎng)光的感光靈敏度也有差異。視見函數(shù)（“標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者”光譜光視
6、效率）：國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）根據(jù)對(duì)許多人的大量觀察結(jié)果，確定了人眼對(duì)各種波長(zhǎng)光的平均相對(duì)靈敏度。9/16/202111明視覺光譜光視效率：亮度>3cd/m2，V(λ)，峰值在555nm，錐體細(xì)胞暗視覺光譜光視效率：亮度<0.001cd/m2，V′(λ)，峰值在507nm，桿狀細(xì)胞0507555700620380V(λ)V'(λ)波長(zhǎng)（nm）光譜光視效率0.20.40.60.81.09/16/2021122、光度的基本物理量光度學(xué)量是以人眼對(duì)光輻射刺激所產(chǎn)生的視覺為基礎(chǔ)，受到了主觀視覺的限制，不是客觀的
7、物理學(xué)描述方法；只在可見光波段有意義；用下腳標(biāo)“v”表示，輻射度學(xué)量和光度學(xué)量是一一對(duì)應(yīng)的。9/16/202113輻射度量和光度量的對(duì)照表輻射度量符號(hào)單位光度量符號(hào)單位輻射能QeJ光能QVlm·s輻射通量ΦeW光通量ΦVlm輻射照度EeW·m-2光照度EVlx=lm·m-2輻射出度MeW·m-2光出射度MVlx輻射強(qiáng)度IeW·sr-1發(fā)光強(qiáng)度IVcd=lm·sr-1輻射亮度LeW·m-2sr-1光亮度LVcd·m-29/16/202114坎德拉（candela，cd）：發(fā)光強(qiáng)度（IV）的單位，國(guó)際單位制中
8、七個(gè)基本單位之一。定義是發(fā)出頻率為540×1012Hz(對(duì)應(yīng)在空氣中555nm)的單色輻射，在給定方向上的輻射強(qiáng)度為1/683Wsr-1時(shí)，在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。流明（lm）：光通量（ΦV）的單位，定義是發(fā)光強(qiáng)度為1cd的均勻點(diǎn)光源在單位立體角（1sr）內(nèi)發(fā)出的光通量。勒克斯（lx）：光照度（EV）的單位，它相當(dāng)于1lm的光通量均勻地照在1m2面積上所產(chǎn)生的光照度。光度量的主要單位9/16/202115Φe與Φv的函數(shù)
