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《信息光電基礎(chǔ)(第345講).doc》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、信息光電子技術(shù)—數(shù)理基礎(chǔ)（第一部分）第一章輻射度和光度學(xué)基礎(chǔ)1．0基本術(shù)語(yǔ)及概念輻射度學(xué)（Radiometry）測(cè)量電磁波能量及相關(guān)物理量的學(xué)科適用范圍整個(gè)電磁波譜（技術(shù)手段）光度學(xué)（Photometry）研究方法1．1輻射度量與光度學(xué)量一、輻射度學(xué)的基本概念1輻射能的傳播頻譜：P15直線性：幾何特性衍射：波動(dòng)性（1-1-1）2輻射能的相干性（注意P15）時(shí)間相干性傅立葉譜的有效范圍約等于單個(gè)波列的持續(xù)時(shí)間的倒數(shù)空間相干性（試推導(dǎo)相干長(zhǎng)度）（1-1-2）3輻射能的量子性電磁波的量子特性（1-1-3）其中：-普朗克常數(shù)二、輻
2、射度的基本物理量1輻射能符號(hào)：?jiǎn)挝唬海ń苟?輻射通量定義：符號(hào)：?jiǎn)挝唬海?瓦特）3輻射強(qiáng)度定義：（1-1-4）符號(hào)：?jiǎn)挝唬海ǎ?輻射照度定義：?jiǎn)挝唬?輻射出射度與輻射照度對(duì)應(yīng)理解6輻射亮度定義：源表面一點(diǎn)處，給定方向上單位立體角、單位投影面積內(nèi)發(fā)出的輻射能通量。定向發(fā)射強(qiáng)度。（1-1-7）2（光）譜輻射能通量定義：特定波長(zhǎng)的輻射通量（1-1-9）單位：總通量：（1-1-10）光譜輻射，光譜發(fā)射（出射度）類似P18對(duì)于線光譜或帶光譜輻射源：（1-1-11）三、光度的基本物理量光源：電磁波譜中可見(jiàn)波段的輻射源1光譜光視效率（
3、視見(jiàn)函數(shù)）CIE，“標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者”明視覺(jué)：，錐體細(xì)胞暗視覺(jué)：，桿狀細(xì)胞光視效率表P192光度的基本物理量（1-1-12）—光功當(dāng)量基本發(fā)光單位：坎德拉cd（Candela）,流明（lm）,勒克斯（lx）作業(yè)：P57第2、3、5題。四、熱輻射的基本物理量熱輻射的基本概念，熱平衡輻射1輻射本領(lǐng)輻射體表面單位波長(zhǎng)間隔、單位面積內(nèi)的輻射通量。單位W/μm·m2（1-1-14）2吸收率定義：吸收體對(duì)特定單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)吸收通量與入射通量之比。（1-1-15）3絕對(duì)黑體溫度輻射（1-1-16）4發(fā)射率（1-1-17）比較上兩式—強(qiáng)輻射
4、必然強(qiáng)吸收1．2輻射度學(xué)與光度學(xué)中的基本定律（第3-4講）熱輻射源：黑體輻射源，線狀、帶狀輻射源一、基爾霍夫（Kirchhoff）定律—P21要點(diǎn)：輻射本領(lǐng)，熱平衡，波長(zhǎng)及溫度的普適函數(shù)，同溫度黑體（1-2-1）非黑體的發(fā)射率和吸收率：方向光譜發(fā)射率和方向光譜吸收率；半球光譜發(fā)射率和半球光譜吸收率；方向總發(fā)射率和方向總吸收率；半球總發(fā)射率和半球總吸收率；注意：其它發(fā)射率和吸收率相等滿足的條件。P24二、朗伯（J.H.Lambert）余弦定律漫射體（表面）P24（1-2-18）（1-2-19）三、距離平方反比定律點(diǎn)光源的空間
5、發(fā)射特性（1-2-23）試證明之（注意適用范圍）四、普朗克（Planck）定律經(jīng)典物理學(xué)的局限性，輻射與波長(zhǎng)關(guān)系P30（1-2-37）（1-2-39）光能量密度公式：五、斯蒂芬-玻耳茲曼（Stefan-Boltzmann）定律P32黑體輻射的輻射度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，僅與熱力學(xué)溫度的4次方呈正比。（1-2-46）式中：稱為斯蒂芬-玻耳茲曼常數(shù)六、維恩位移定律P34光譜輻射度的峰值波長(zhǎng)與熱力學(xué)溫度成反比。（1-2-47）作業(yè)：P57第7、8題1.3輻射能的傳輸基礎(chǔ)重點(diǎn)：掌握相關(guān)術(shù)語(yǔ)（物理量），了解光能量（信息）傳輸?shù)幕咎匦?。一、?/p>
6、射能傳輸?shù)膸缀喂鈱W(xué)基礎(chǔ)1、亮度傳輸過(guò)程中的不變性基本亮度：2、輻射能傳輸p36光學(xué)范圍：輻射通量是基本亮度與光學(xué)范圍之積3、成像系統(tǒng)的輻射傳輸(1-3-16)式中：4、成像系統(tǒng)的特征參數(shù)（p38）一、幾何范圍與通量（1-3-18）注意：透射比（書中有誤）一、輻射傳輸?shù)牟▌?dòng)光學(xué)基礎(chǔ)麥克斯韋方程組，干涉，衍射，偏振二、輻射能傳輸損失（第5講）1、吸收（吸收比）2、散射（散射比）3、反射（反射比）4、透射（透射比）（1-3-19）(1-3-20)能量守恒介質(zhì)中輻射能衰減：布格爾（Bouguer）定律（P41）—指數(shù)衰減三、輻射能
7、的大氣傳輸大氣特性一、輻射在介質(zhì)中的傳輸二、習(xí)題（P57）2/3/4/7/12補(bǔ)充習(xí)題一.選擇與填空題1．真空中可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍一般是指[]2．基爾霍夫定律說(shuō)明黑體輻射發(fā)射本領(lǐng)是[]和[]的函數(shù)3．光子能量1.0eV的光輻射波長(zhǎng)是[]，屬于[]光4．一個(gè)各向同性點(diǎn)光源分別照明距離其2米和10米的目標(biāo)，形成照度的大小之比為[]A．1：5B．1：25C．1：1D．不確定5．根據(jù)黑體輻射定律，以下物體顏色[]時(shí)溫度最低。A．白色B．藍(lán)色C．紫色D．紅色6.光強(qiáng)度、光照度、光通量的單位分別是[]、[]、[]7.光譜衰減系數(shù)的定義為
8、[]二、計(jì)算題1.已知激光筆中激光二極管的光輻射為2mW，發(fā)散角為1mrad,試求：（1）光筆在10米和1000米處形成的光照度分別是多少？（注意光功當(dāng)量及轉(zhuǎn)換）（2）如果一個(gè)普通節(jié)能燈（視為點(diǎn)光源）能達(dá)到與光筆相同的光強(qiáng)度，電功率需要多大？（假定節(jié)能燈發(fā)光效率60lm/W）2．如果一黑體輻射的峰值波長(zhǎng)
