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第二章 光度与辐射度基础
辐射度学与光度学基本知识
教学目的：在红外物理（技术）及其应用的科学实践和工程设计中，经常会遇到各种形式的辐射源发出辐射的问题和测量问题。本要学****有关辐射量和光度量的基本概念、定义、单位及计算。
教学方法：面授
教学手段：板书
学时分配：12
重点、难点：掌握辐射出射度、辐射强度、辐射亮度、辐射照度的基本概念及计算。
作业布置：P279 4、5、6、9题
辐射度学与光度学基本知识
引言
光 学——研究光的本质、特性、传播规律 的科学.
几何光学——以光线在均匀媒质中直线传播的规定为基础的研究。(画点、画线)
物理光学——在证明光是一种电磁波后的研究。(干涉、衍射等，光可以拐弯了)
量子光学——现代理论对光的本质所达到的认识.(粒子性和波动性)说明光是一种能量。
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光既然是一种传播着的能量，如何度量和定量研究
光度学与辐射度学：对光能进行定量研究的科 学.
光 度 学——只限于可见光范围，包含人眼特性。
辐射度学——规律适用于从紫外到红外波段（光能的大小是客观的）.有些规律适用于整个电磁波谱。
红外物理就是从光是一种能量出发，定量地讨 论光的计算和测量问题（当然不只是可见光）.
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§2-1 描述辐射场的基本物理量
一、立体角：
在光辐射测量中，常用的几何量就是立体角。立体角涉及到的是空间问题。任一光源发射的光能量都是辐射在它周围的一定空间内。因此，在进行有关光辐射的讨论和计算时，也将是一个立体空间问题。与平面角度相似，我们可把整个空间以某一点为中心划分成若干立体角。
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定义:一个任意形状椎面所包含的空间称为立体角。符号：Ω 单位：Sr （球面度）
如图所示，△A是半径为R的球面的一部分，△A的边缘各点对球心O连线所包围的那部分空间叫立体角。
立体角的数值为部分球面面积△A与球半径平方之比，即
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单位立体角：以O为球心、R为半径作球，若立体角Ω截出的球面部分的面积为R2，则此球面部分所对应的立体角称为一个单位立体角，或一球面度。
对于一个给定顶点O 和一个随意方向的微小面积dS ，它们对应的立体角为
其中θ为dS 与投影面积 dA的夹角，R为O 到dS中心的距离。
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[例]
1、球面所对应的立体角：根据定义
全球所对应的立体角
(全球所对应的立体角是整个空间，又称为4π空间.)
同理，半球所对应的立体角为2π空间。
球冠所对应的立体角：（见P9图2-3）
当α很小时，可用小平面代替球面，5º以下时误差≤1%。
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：
面积为大球面积减去小球面积（见P9图2-4）
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（见P9图2-5）微小面积
则dS对应的立体角为
计算某一个立体角时，在一定范围内积分即可。
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