光源原理 考题答案.doc

考试信息?时间: 1月 19 日上午 8:30~10:30 ?地点: HGX210 ?题型:判断, 选择, 填空, 名词解释, 简答, 计算?答疑: 1月 18 日下午 1:30~4:30, 电光源楼 207 2009-01-08 源原理与设计, 复****要点第一章光源的特性参量 1. 光波长的划分区域( P1) 2. 辐射度量和光度量, 以及它们之间的关系(辐射度量 P1~4 ,光度量 P8~12 ) (一) 辐射度量 1. 辐射能量 Q e 定义:光源辐射出来的光( 包括红外线、可见光和紫外线) 的能量称为光源的辐射能量。单位: J 焦耳。 2. 辐射通量( 辐射功率)P e 定义: 在单位时间内通过某一面积的辐射能量称为经过该面积的辐射通量, 而光源在单位时间内辐射出去的总能量就叫做光源的辐射通量。辐射通量也可称为辐射功率。单位: W 瓦。 3. 辐射强度 I e 定义:光源在某一方向上的辐射强度 I e 是指光源在包含该方向的立体角Ω内发射的辐射通量P e 与该立体角Ω之比: I e =P e/Ω单位: W/sr 当光源在空间各个方向发出的辐射通量均匀分布时, I e =P e /4π 4. 辐射出(射)度M e 和辐照度 E eM e 定义:一个有一定面积的光源,如果它表面上的一个发光面积 S 在各个方向( 在半个空间内) 的总辐射通量为 P e ,则该发光 S 超的辐射出(射) 度为 M e =P e /S 单位: W/m 2 E e 定义: 表示物体被辐射程度的量称为辐照度 E e。它是每单位面积上所接收到的辐射通量数, 即E e =dP e /dS ’(s’表示接收器的面积元) 5. 辐射量度 L e 定义: 光源在给定方向上的辐射亮度 L e(φ,θ) 是光源在该方向上的单位投影面积、在单位立体角中的辐射通量即 L e(φ,θ)=P e(φ,θ)/( S*cos θ*Ω)S 代表发光面的面积, θ是在给定方向和发光面法线之间的夹角,Ω是给定方向的立体角,P e(φ,θ) 是在该立体角内的辐射通量。单位: W/(m 2 *sr ) L e(φ,θ) 通常与方向有关,若 L e(φ,θ) 不随方向而变,则 I e(φ,θ) 正比于 cos θ,即 I e(φ,θ)=I 0 cos θ。满足上式的特殊辐射体称为余弦辐射体,黑体就是这样的辐射体。对于余弦辐射体,有 M e=πL e 6. 光谱辐射量( 辐射量的光谱密度) 光谱辐射通量定义: 光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射通量称为光谱辐射通量( 简称谱辐通,也可称为辐射通量的光谱密度)P λ,P λ=ΔP e/ Δλ, 单位: W/m 光谱辐射出(射)度定义:光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射出度称为光谱辐射出(射)度 M λ=dM e(λ)/d λ, 单位: W/m 3 光谱辐射量度定义:光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射亮度为光谱辐射量度 L λ,即 L λ=dL e(λ)/d λ, 单位: W/(m 3 *sr) (二)光度量 1. 光通量? 定义:光源在单位时间内发出的光量称为光源光通量? 单位: lm( 流明) ,相当于 W 2. 光强度 I v 定义:光源在给定方向上单位立体角内辐射的光通量 I, I=d ? /dω单位:坎德拉 cd 如果光源是各向同性的, Φ=4πI 3. 照度 E 定义:单位面积上受到的光通量数,即 E=? /S’单位:勒克斯(lx) 4. 出度 M 定义:光源上每单位面积向半个空间内发出的光通量。单位: lm/m 2 光照度与光出度 M=ρE,ρ是小于 1 的系数,称为漫反射率。 5. 亮度 L 定义:光源在某一方向上的单位投影面、在单位立体角中发射的光通量单位: cd/m 2, 1cd/m 2 =1lm/(m 2 *sr) 对于余弦辐射体,有 M=πL 6. 光量 Q 定义:光源在单位时间段内所发出的光的总和称为(该时间段内的)光量。单位: lm*s , lm*h 3. 光效计算公式( P12~13 ) 光效率(efficiency): 光源的辐射能量占输入能量的百分比。光效能(efficacy): 光源的光通量与输入能量的比值。 Km= 683 lm/W 光效(efficacy): 光源的光通量与输入能量的比值。ηv 转换成可见辐射的功率占总功率的比例 K 辐射光效 4. 光源的色温( P14 ) 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时, 黑体的温度就称为该光源的颜色温度 Tc, 简称色温(CT) 。 5. 光源的显***( P13 ) 光源的颜色有两方面的意思: 色表和显***。人眼直接观察光源时所看到的颜色称为光源的色表。显***是指光源的光照射到物体上所产生的客观效果。如果各色物体受照的效果和标准光源(