X第5章MicrosoftPowerPoint演示文稿.ppt
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1、1,第五章 光度学和色度学基础,第一节 辐射量和光学量及其单位 第二节 光传播过程中光学量的变化规律 第三节 成像系统像面的光照度,色 度 学:一门研究彩色计量的科学。,辐射度学:研究各种电磁辐射强弱的学科。,光 度 学: 研究可见光强弱的学科。,2,10-15m,106m,3,立体角,定义:,一个任意形状的封闭锥面所包围的空间,单位:,Sr(球面度),d = dsn / r2,ds,d,发光体都是在它周围一定空间内辐射能量,因此有关辐射能量的讨论和计算问题,将是一个立体空间问题。,立体角光度学中常用的几何量。,数学表达式:,顶角,4,第一节 辐射量和光学量及其单位,辐射量: 描述电磁辐射的物
2、理量。,光学量:按视觉响应原则建立的表征可见光的量。,一、辐射量(6个),1辐射能:,定义:以电磁辐射形式发射、传输或接收的能量。,单位:焦耳(J),2辐通量:,定义:单位时间内发射、传输或接 收的辐射能 。,单位:瓦特(w),辐射量 光学量 关系,5,3辐出度:,定义:辐射源单位发射面积发出的辐通量。,单位:瓦特每平方米(Wm2),4辐照度:,定义:辐射照射面单位受照面积上接受 的辐通量。,单位:瓦特每平方米(Wm2)。,5辐强度:,定义:点辐射源在某一方向,单位立体 角内发出的辐通量。,单位:瓦特每球面度(Wsr)。,6,定义:辐射面在垂直于方向 的平 面上的单位面积单位在立体 角内发出的
3、辐通量。,6、辐亮度 :,单位:瓦特每球面度平方米 W(srm2)。,二、光学量(5个),1、光通量 :,定义:标度可见光对人眼的视觉刺激程度的量。,单位:流明(lm)。,7,2、光出射度:,定义:光源单位发光面积发出的光通量。,单位:流明每平方米(lmm2),3光照度:,定义:单位受照面积接受的光通量。,单位:勒克斯(lx),4发光强度:,定义:点光源在某一方向,单位立体角,单位:坎德拉(cd),5光亮度 :,定义:面光源在垂直与方向 的平面 上的单位面积在单位立体角内 发出的光通量。,单位:坎德拉每平方米(cd/m2),内发出的光通量。,8,三、光学量和辐射量间的关系,1、光谱光效率函数(
4、视见函数),定义:人对不同波长光的响应灵敏度是波长的函数。,明视觉: 任一波长为的光和波长为555nm的光,产生相同视觉所需的辐射通量之比。,暗视觉:,9,2、光学量和辐射量间的关系,在 附近的小波长间隔内,光通量和辐通量之间的关系:,明视觉条件:,暗视觉条件:,Km683(1mw),Km1755(1mw),整个可见辐射范围内的总光通量:,明视觉:,暗视觉:,Km 、 Km单色光的绝对光谱光效率值,10,第二节 光传播过程中光学量的变化规律,一、点光源在距离为r处的表面上形成的照度,点光源S的发光强度为 I,(光通量),点光源 面光源 元光管 反射和折射 余弦辐射体,11,根据照度的定义:,照
5、度平方反比定律:,点光源在被照表面上形成的照度与被照面到光源距离的平方成反比。,12,二、面光源在与之距离为r处的表面上形成的照度,发光面,受照面,面光源的亮度,13,面光源在与之距离为r的表面上形成的光照度与光源的亮度L、面积dAS,以及两个表面的法线分别与r夹角的余弦成正比,与距离r的平方成反比。,14,三、单一介质元光管内光亮度的传递,元光管:两个面积很小的截面构成的直纹曲面包围的空间。,元光管的性质:光在元光管内传播,无光能损失。,L1,L2,15,通过1面的光通量:,通过2面的光通量:,元光管的性质:,即:,光在元光管内传播,各截面上的光亮度相同。,16,第二节 光传播过程中光学量的
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