光電技術(shù)期末復(fù)習(xí)

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1、第一章光輻射與光源1.1輻射度的基本物理量1.輻射能Qe：一種以電磁波的形式發(fā)射，傳播或接收的能量。單位為J（焦耳）。2輻射通量Φe：又稱為輻射功率Pe，是輻射能的時(shí)間變化率，單位為W（瓦），是單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射，傳播或接收的輻射能，Φe=dQe/dt(J/S焦耳每秒)3輻射強(qiáng)度Ie：點(diǎn)輻射源在給定方向上單位立體角內(nèi)的輻射能量單位為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能量，Ee=dΦe/dA單位為（W/㎡瓦每平方米）。dA是投射輻射通量dΦe的面積元。5輻射出射度Me：擴(kuò)展輻射源單位面積所輻射的通量，即Me=dΦ/dS。dΦ是擴(kuò)展源表面dS在各方

2、向上（通常為半空間360度立體角）所發(fā)出的總的輻射通量，單位為瓦每平方米（W/㎡）。6，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*㎡(瓦每球面度平方米)。7光譜輻射量：也叫光譜的輻射量的光譜密度。是輻射量隨波長(zhǎng)的輻射率。光輻射量通量：Φe（λ）：輻射源發(fā)出的光在波長(zhǎng)為λ處的單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)的輻射通量。Φe（λ）=dΦe/dλ單位為W/um或W/nm。1.2明視覺光譜光視效率V（λ）：視覺主要由人眼視網(wǎng)膜上分布的錐體細(xì)胞的刺激所引起的。（亮度大于3cd/m2，最大值在555nm處）暗視覺光譜光視效率：視覺主要由人眼視網(wǎng)膜上分布

3、的桿狀細(xì)胞刺激所引起的。（亮度小于0.001cd/m2，最大值在507nm處）1.3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光量QvLm/s輻射通量或輻射功率ΦeW光通量Φvlm輻射照度EeW/㎡光照度EvLx=lm/㎡輻射出度MeW/㎡光出射度MvLm/㎡輻射強(qiáng)度IeW/sr發(fā)光強(qiáng)度IvCd=lm/sr輻射亮度LeW/sr*㎡光亮度光譜光視效率LvV(λ)Cd/㎡按照人眼的視覺特性V(λ)來(lái)評(píng)價(jià)的輻射通量Φe即為光通量Φv：Φv=KmΦe(λ)V(λ)dλ式中Km為名視覺的最大光譜光譜光視效率函數(shù)，也成為光功當(dāng)量。國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)理論計(jì)算值Km為680lm/W。

4、光度量中最基本的單位是發(fā)光強(qiáng)度單位——坎德拉，記作cd，它是國(guó)際單位制中七個(gè)基本單位之一（其他幾個(gè)為：米，千克，秒，安（培），開（爾文），摩（爾））。光通量的單位是流明（lm）,它是發(fā)光強(qiáng)度為1lm的均勻電光源在單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光照度的單位是勒克斯（lx），它相當(dāng)于1lm的光通量均勻的照在1m2的面積上所產(chǎn)生的光照度。1.4熱輻射的基本物理量（5頁(yè)）1輻射本領(lǐng)：輻射體表面在單位波長(zhǎng)間隔單位面積內(nèi)所輻射的通量2吸收率α（λ，T）:在波長(zhǎng)λ到λ+dλ間隔內(nèi)被物體吸收的通量與λ射通量之比，它與物體的溫度和波長(zhǎng)有關(guān)，3絕對(duì)黑體：任何物體，只要溫度在絕對(duì)零度以上，就向外界發(fā)出輻射，這稱

5、為溫度輻射。黑體是一種完全的溫度輻射體，定義為吸收率α（λ，T）=1的物體為絕對(duì)黑體，其輻射本領(lǐng)為：4物體的發(fā)射率ε（λ，T）1.5熱輻射基本上可分為兩類：黑體輻射和線狀，帶狀輻射源。主要基本定律：基爾霍夫定律，蘭伯特定律，距離平方反比定律，亮度守恒定律和1.6普朗克定律1.7.維恩位移定律每一種溫度的Meb(λ,T)~λ曲線都有一個(gè)峰值，隨著溫度的升高此峰值向短波方向移動(dòng)1.8.斯忒藩玻耳茲曼定律1.9光源的光譜功率分布通?？煞譃樗姆N情況：1，線性光譜，有若干條明顯分隔的細(xì)線組成，如低壓汞燈。2，帶狀光譜，由一些分開的譜帶組成，每一條譜帶中又包含許多細(xì)譜線，如高壓汞燈，高壓鈉燈就屬于

6、這種分布。3，連續(xù)光譜，所有熱輻射光源的光譜都是連續(xù)的。4混合光譜，由連續(xù)光譜與線，帶譜混合而成，一般的熒光燈光譜就屬于這種分布，。10.光源的色溫（18頁(yè)）黑體的溫度決定了它的發(fā)光輻射特性。對(duì)非黑體輻射，它的某些特性可用黑體輻射特性來(lái)近似表示。對(duì)于一般光源，經(jīng)常采用分布溫度、色溫或相關(guān)色溫表示。分布溫度：輻射源在某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)輻射的相對(duì)光譜功率分布，與黑體在某一溫度下輻射的相對(duì)功率分布一致，那么該黑體的溫度就成為該輻射源的分布溫度。這種輻射體的光譜輻射亮度可表示為：色溫：輻射源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源的色溫。由于一種顏色可以由多種光

7、譜分布產(chǎn)生，所以色溫相同的光源，他們的相對(duì)光譜功率分布不一定相同。相關(guān)溫度：在均勻色度圖中，如果色源的色坐標(biāo)點(diǎn)與某一溫度下的黑體輻射的色坐標(biāo)點(diǎn)最接近，則該黑體的溫度稱為該光源的相關(guān)溫度。1.11光源的顏色：光源的顏色包含了兩方面的含義即色表和顯色性。色表：用眼睛直接觀察光源時(shí)所看到的顏色。例如高壓鈉燈的色表成黃色，熒光燈的色表程白色。顯色性：當(dāng)用這種光源照射物體時(shí)，物體呈現(xiàn)的顏色（也就是物體反射光的在人眼中產(chǎn)生的顏色感覺）與該物體在完全輻射體照