光學(xué)基礎(chǔ)-光度量復(fù)習(xí)過(guò)程

1、1.3 光度量光度量和輻射度量的定義、定義方程是一一對(duì)應(yīng)的。若遇易混淆時(shí)， 則在輻射度量符號(hào)上加下標(biāo)“ e”，而在光度量符號(hào)上加下標(biāo)“V”，例如輻射度量Qe， e， I e，Me， Ee 等，它們對(duì)應(yīng)的光度量為Qv， v， I v， Lv， Mv， Ev 等。此外，輻射度量和光度量都是波長(zhǎng)的函數(shù)，二字，并在它們相應(yīng)的符號(hào)上加波長(zhǎng)的符號(hào)因此當(dāng)描述光譜量時(shí)，在它們的名稱(chēng)前加“光譜”“”作為下標(biāo)， 例如光譜輻通量記為等等。e光通量v 和輻通量e 的關(guān)系可寫(xiě)成如下方程：vK m 0 V ( )e ()d同理I vK m0V () I e ()d，等等。式中， V（）是 CIE 推薦的平均人眼的光譜光視

2、效率（也叫視見(jiàn)函數(shù)） 。對(duì)于明視覺(jué)，它是對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為 555nm 的輻通量 e（ 555）與某波長(zhǎng)能對(duì)平均人眼產(chǎn)生相同光視刺激的輻通量e（）的比值。1971 年 CIE 公布的明視覺(jué)V（）標(biāo)準(zhǔn)值已經(jīng)經(jīng)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)批準(zhǔn)，其V（）曲線見(jiàn)圖1.3 1。K m 是一比例常數(shù)。對(duì)于波長(zhǎng)555nm 的單色光（ V （555） 1）， Km 等于 683m/W 。原先它是根據(jù)在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下（101325N m2）黑體輻射器在鉑凝固溫度（2042K ）明視覺(jué)亮度定義為60cd/cm2 而得出的，即LvK m 0 V ( )Le ( )d則K m60104683 （ lmW -1 ）V () Le ( )

3、d0式中 L e（） ( 在 2042K) 可由黑體輻射表查得。光度量和輻射度量的關(guān)系可用圖解來(lái)求得（圖 1.3 1）。圖中 V（） （） 曲線是 V（）e和 e（）曲線在同一波長(zhǎng)處兩值的乘積?？v坐標(biāo)比例尺為m vK m m e式中 m v 是光通量的比例尺， m e 是輻通量的比例尺。由此vK m 0 V ( ) e ( )dme K m0 V ( ) e ( )dmv0 V ( ) e ( )dm v v式中e ()m e e (),vm vv圖 1.3 1 中， e（）曲線和e（） V （）曲線與橫坐標(biāo)軸所包容的面積比為V ( )e ( )d0V0則e ()dKvK m 0 V ( )e

4、 ( )de0e ()d圖 1.3 1光度量和輻射度量的關(guān)系K 的意義是光源發(fā)出的輻通量可產(chǎn)生多少能對(duì)目視引起刺激的光通量。比值K 叫做光視效能。它是衡量光源產(chǎn)生視覺(jué)效能大小的一個(gè)重要指標(biāo)，量綱是lmW -1。例如，鎢絲白熾燈K 15 20lmW -1 ，太陽(yáng) K 100 lmW -1 ，波長(zhǎng)為 555nm 的單色光 K K m=683 lmW -1。這樣一個(gè) 60W 的白熾燈，它的光通量約為 750 1200 lm 。在照明工程中，通常希望光源有高的光視效能，當(dāng)然還要考慮到光的顏色。光譜光視效能 K （）的最大值是 Km。 Km叫做最大光譜光視效能。V 叫做光視效率。它是無(wú)量綱的，和光視效能

5、只相差一個(gè)常數(shù)Km(683 lmW -1)，表示輻射量被利用來(lái)引起光視刺激的效率。光度量中最基本的單位是發(fā)光強(qiáng)度的單位坎德拉（ Candela），記作 cd，它是國(guó)際單位制中七個(gè)基本單位之一。它的定義是發(fā)出頻率為540 1012（對(duì)應(yīng)在空氣中 555nm 的波長(zhǎng)）的單色輻射，在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度規(guī)定為1cd。用光而不用鉑凝固溫度來(lái)規(guī)定，可以擺脫溫標(biāo)和溫度測(cè)量對(duì)光輻射度量和它的測(cè)量的影響。在表 1.31 中，光通量的單位是流明（lm ）。 1 lm 是光強(qiáng)度為 1cd 的均勻點(diǎn)光源在 1sr 內(nèi)發(fā)出的光通量。光度量的其它單位如表1.3 1 所示。表 1.3 1基本光度量的名稱(chēng)、符號(hào)和定義方程名稱(chēng)符號(hào)定義方程單位單位符號(hào)光量Q流明秒lms流明小時(shí)lmh光通量d Q/ dt流明lm發(fā)光強(qiáng)度II=dQ/d 坎德拉cd（光）亮度LL=d 2/d dAcos坎德拉cdm2=dI/dAcos 每平方米光出射度MM=d /dA流明每平方米lmm2（光）照度EE=d /dA勒克斯（流明每平方lx ( lmm2)米）光視效能KK= v/ e流明每瓦（特）lmW1光視效率VV=K/K mK m 為最大光譜光視效能表中 v 是光通量, e 是輻通量 .表 1.3 2常見(jiàn)物體的亮度光源名稱(chēng)亮度（尼提）地球上看到的太陽(yáng)1.5 109地球大氣層外看到的太陽(yáng)1.9 10