辐射度学和光度学基础研究.ppt

第五章辐射度学与光度学基础前面几章研究了光学系统的成像问题,只是研究了能量的传播方向,本章解决能量的数量问题。光是具有能量:激光焊接/激光致盲/太阳能热水器光学系统是能量传输系统辐射度学:研究电磁波辐射的测试、计量和计算光度学:研究可见光的测试、,是立体空间问题。立体角:一个任意形状的封闭锥面所包含的空间计算公式:dΩ=ds/r2单位:以锥顶为球心,以r为半径作一圆球,如果锥面在圆球上所截出的面积等于r2,则该立体角为一个球面度(sr)。整个球面的面积4πr2,则这个空间为4π球面度。Ω例:假定一个圆锥面的半顶角为,求该圆锥所包含的立体角大小。以r为半径做一圆球,假定在圆球上取一个d对应的环带,则环带的宽度为rd,环带半径为rsin,所以环带的长度为2rsin,环带的总面积:dS=rd2rsin=2r2sind对应的立体角:d=dS/r2=2sind=-2dcos积分得=4sin2/2若较小,则=、辐射通量----单位时间内辐射体辐射的总能量-----辐射功率单位:瓦特(W)反映辐射强弱,是辐射体各波段辐射能量的积分。辐射体的总辐射功率光谱密集度曲线二、辐射强度辐射体在某一指定方向上单位立体角范围内的辐射通量。单位:瓦每球面度(W/sr)表示辐射体在不同方向上的辐射特性。三、辐射出射度辐射体上某一点附近某一微元面积上辐射的总辐射通量。符号:单位:瓦每平方米(W/m2)不管向哪个方向辐射,描述辐射体表面不同位置上单位面积的辐射特性。dsA四、辐射照度辐射照度与辐射出射度正好相反,不是发出辐射通量,而是被辐射体上某一点附近某一微元面积上接收总辐射通量。符号:单位:瓦每平方米(W/m2)dsA五、辐射亮度辐射体表面某点附近,在某一指定方向上单位立体角内单位投影面积上发出的辐射通量。符号:单位:瓦每球面度每平方米(W/)描述了辐射体不同位置不同方向上的辐射特性。,进入人眼,在可见光范围内,可以产生亮暗感觉。可见光范围内,人眼对不同波长光的视觉敏感度不同。光度学中,为表示人眼对不同波长辐射的敏感度差别,定义了一个函数,称为视见函数,又称光谱光视效率。