版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
關(guān)于輻射度量光輻射度量基礎(chǔ)第1章、輻射度量、光輻射度量基礎(chǔ)§1.1輻射度量§1.2光度量§1.3人眼視覺特性§1.4朗伯輻射體及其輻射特性§1.5幾種典型光輻射量的計算公式第2頁,共42頁,2024年2月25日,星期天§1.1輻射度量1.1.1、立體角:(Ω)立體角Ω是描述輻射能向空間發(fā)射、傳播或被某一表面接收時的發(fā)散或會聚的角度。①定義:以錐體的基點為球心做一球表面,錐體在球表面上所截取部分的表面積dS和球半徑r平方之比②定義式:Ω=S/r2
③單位:球面度sr(steradians),即以錐頂為球心,以r為半徑作一圓球,如錐面在圓球上所截面積等于r2,該立體角為一個球面度。④整個球面度為:Ω=S/r2=4Л半個球面度為:Ω=S/r2=2Л第3頁,共42頁,2024年2月25日,星期天§1.1輻射度量1.1.2輻射度量的名稱、定義、符號及單位(GB3102.6-1982)1、輻射能:Q(Radiantenergy)定義:輻射能簡稱輻能,描述以輻射的形式發(fā)射、傳播或接收的能量,單位焦耳(J)。當描述輻射能量在一段時間內(nèi)積累時,用輻能來表示。2、輻能密度(w)輻能密度定義為單位體積元內(nèi)的輻射能,即w=dQ/dv第4頁,共42頁,2024年2月25日,星期天3.輻射通量:(Φ,P)(Radiantflux)又稱:輻射功率Pe(Radiantpower)定義:以輻射的形式發(fā)射、傳播或接收的功率,用以描述輻能的時間特性。實際應(yīng)用中,對于連續(xù)輻射體或接收體,以單位時間內(nèi)的輻射能,即輻射通量表示。
定義式:均勻輻射:
單位:瓦特(W)或焦耳/秒(J/S)1W=1J/S第5頁,共42頁,2024年2月25日,星期天4、輻射強度(I)定義:在給定傳輸方向上的單位立體角內(nèi)光源發(fā)出的輻射通量。②、定義式:
均勻輻射:③、單位:瓦/球面度(W/Sr)④、均勻點輻射源(各向同性)Ie不隨方向變而變,故整個球面的輻射通量為:
Φe=IeΩ=4ЛIe第6頁,共42頁,2024年2月25日,星期天5、輻亮度:(L)
(Radiance)1.定義:光源在垂直其輻射傳輸方向上單位表面積單位立體角內(nèi)發(fā)出的輻射通量。沿r方向的輻射強度Ie與面元dA(在垂直于r方向平面正投影面積dA)的比值稱為dA沿r方向的輻射亮度。2.定義式:
3.單位:w/(m2·Sr)第7頁,共42頁,2024年2月25日,星期天6、輻射出射度:(M)(Radiantexitance)1.定義:輻射體單位元表面所輻射的通量2.定義式:均勻輻射:3.單位:w/m2第8頁,共42頁,2024年2月25日,星期天輻射照度:Ee(Irradiance)1.定義:被輻射的單位元表面里入射或獲得的輻射通量的多少2.定義式:均勻輻射:3.單位:w/m2第9頁,共42頁,2024年2月25日,星期天輻射出射度與輻射照度的區(qū)別:輻射出射度與輻射照度的表達式和單位完全相同.區(qū)別在于:Me描寫面輻射源向外發(fā)射的輻射特性(a)
Ee描寫輻射接受面所接受的輻射特性(b)
第10頁,共42頁,2024年2月25日,星期天§1.2光度量光度學中以光強的單位“坎德拉”作為基本單位,其他光度量的單位作為導(dǎo)出單位.光通量Φv(luminousflux)1.定義:光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量的多少2.公式:Φv=dQv/dt3.單位:lm(流明)第11頁,共42頁,2024年2月25日,星期天光強Iv(luminousIntensity)1.坎德拉(cd)的最新規(guī)定:即一個燭光,它是光源發(fā)出頻率為540×1012Hz的單色輻射,在給定方向上的輻射強度為1/683w/Sr時,其光強為1坎(cd)第12頁,共42頁,2024年2月25日,星期天2.光強定義:光源在指定方向上通過單位立體角內(nèi)的光通量的多少3.光強公式:Iv=dΦv/dΩ
發(fā)光均勻分布:Iv=Φv/Ω4.單位:cd(坎德拉)IwIv=dΦv/dΩ第13頁,共42頁,2024年2月25日,星期天光出射度Mv(Lminousexitance)1.定義:面光源單位元表面內(nèi)向外所發(fā)射的光通量2.公式:Mv=dΦV/dA發(fā)光均勻:M=Φv/A3.單位:lm/m2(流明/平方米)第14頁,共42頁,2024年2月25日,星期天光照度Ev(illuminance)1.定義:被照物體單位元表面里入射或獲得的光通量的多少2.公式:Ev=dΦv/dA光通量分布均勻:Ev=Φv/A3.單位:lx(勒克斯)照度流明面積(m2)第15頁,共42頁,2024年2月25日,星期天光亮度Lv(luminance)1.定義:面光源在給定方向上,單位正投影面積的發(fā)光強度2.公式:
光通量分布均勻:
3.單位:cd/m2(坎德拉/平方米)第16頁,共42頁,2024年2月25日,星期天光效η1.定義:面光源發(fā)出的總光通量與它所消耗的電功率之比稱為光源的發(fā)光效率2.公式:η=Φv/P電3.單位:lm/w4.對于白熾燈:直流供電氣體放電燈:P電=U燈I燈
交流供電氣體放電燈:P電=U燈I燈·cosφ第17頁,共42頁,2024年2月25日,星期天5.常見幾種燈的發(fā)光效率:白熾燈:8-17lm/w金屬鹵化物燈:45-60lm/w日光燈:30-60lm/w高壓鈉燈:100-150lm/w低壓鈉燈:180-200lm/w第18頁,共42頁,2024年2月25日,星期天光譜密集度:1.定義:包含該波長的無窮小波長間隔內(nèi)的輻射通量與相應(yīng)波長間隔之商稱為光譜密集度.2.公式:注:Xeλ代表任何一個輻射量e.g:光譜輻射通量為:
指的是單位波長間隔內(nèi)向外輻射通量的多少
第19頁,共42頁,2024年2月25日,星期天§1.3人眼視覺
眼睛的特性:錐體細胞的感光靈敏度低,在3cd/m2的亮度條件下作用,能分辨物體的顏色和細節(jié)稱之為錐體視覺又稱明視覺(PhotopicVision)桿體細胞只能在黑暗的環(huán)境下(L=3×10-5cd/m2以下)作用,稱之為暗視覺(ScotopicVision)
介于這兩視覺之間的視覺稱之為中間視覺(正常人眼睛對黃綠光最靈敏,對紅光和紫光最不靈敏)第20頁,共42頁,2024年2月25日,星期天光譜光視函數(shù)曲線:1.光譜光視效率V(λ):設(shè)引起相同視覺的波長和波長為555nm的輻射通量分別為Φλ和Φ555則視覺函為:V(λ)=Φ555/Φλ是個無量綱的物理量第21頁,共42頁,2024年2月25日,星期天2.物理意義:V(λ)反映人眼對各種不同波長光的視覺靈敏度.將555nm所對應(yīng)的黃綠光波長的光譜光視效率值定為1,為最大值;紅光和紫光的光譜光視效率值最??;紅外和紫外光的光譜光視效率值為0.第22頁,共42頁,2024年2月25日,星期天3.由圖看出:明視覺條件下V(λ)所對應(yīng)的峰值波長為555nm,暗視覺條件下V(λ)所對應(yīng)的峰值波長為507nm.暗視覺明視覺第23頁,共42頁,2024年2月25日,星期天光度量與輻射量的關(guān)系:研究表明:明視覺條件:
暗視覺條件:Km:最大光譜光效能(單位:lm/w)
第24頁,共42頁,2024年2月25日,星期天
明視覺條件:Km=683lm/w暗視覺條件:Km′=1725lm/w故光通量與輻射通量的關(guān)系:
第25頁,共42頁,2024年2月25日,星期天§1.4光源的顏色與色溫光源的顏色:(色表和顯色性)1.光源的色表:光源發(fā)光時,人眼直接看光源時光源所呈現(xiàn)的顏色2.光源的顯色性:某光源與標準光源分別照射同一物體時,人眼所產(chǎn)生的顏色類別用顯色指數(shù)來定量描述第26頁,共42頁,2024年2月25日,星期天CIE計算CRI值的色板顯色指數(shù)顯色指數(shù):用數(shù)字來表達演色能力第27頁,共42頁,2024年2月25日,星期天帶有黃色濾片的白熾燈光照下的顯色性在低壓鈉燈光照下的顯色性顯色性第28頁,共42頁,2024年2月25日,星期天幾種燈的顏色特性:1.高壓汞燈:色表↑,顯色性↓2.白熾燈:色表↓,顯色性↑3.鈉燈:色表和顯色性↓
被照物體顏色會失真第29頁,共42頁,2024年2月25日,星期天結(jié)論:自身發(fā)光的物體顏色由光譜功率分布決定。本身不發(fā)光的物體顏色取決于光譜功率分布和物體的發(fā)射特性或透射特性。第30頁,共42頁,2024年2月25日,星期天色溫與相關(guān)色溫:1.色溫:Tc(colourtemperature)
待測輻射源在溫度T時所呈現(xiàn)的顏色與某一溫度Tc時的黑體顏色相同(色品相同)則稱Tc為該輻射體光源的顏色與色溫的色溫度。簡稱色溫Tc(單位:K)
第31頁,共42頁,2024年2月25日,星期天各光源的色溫第32頁,共42頁,2024年2月25日,星期天2.相關(guān)色溫:在均勻色品圖中黑體軌跡上與待測輻射體色品最接近的色溫度稱之為相關(guān)色溫用T表示(單位:K)
u-v色度圖中黑體軌跡和等色溫線第33頁,共42頁,2024年2月25日,星期天照度與色溫關(guān)系為了使照明具有良好的效果,所選用的光源的色溫必須與要求的照度相適應(yīng).
照度和光源色溫的關(guān)系第34頁,共42頁,2024年2月25日,星期天§1.5光輻射測量中的定律與定則朗伯定律或理想漫射面的余弦定則:1.朗伯定律在θ方向上:
在法線方向上:
如果發(fā)光面或漫射面的輻亮度不隨方向而改變,則故2.遵從朗伯定律的光源稱為朗伯光源.只有絕對黑體和理想漫反射體才是朗伯光源
第35頁,共42頁,2024年2月25日,星期天3.朗伯光源的特性①單位面積上的光出射度為其亮度的倍:或
②當二個元表面dA1.dA2亮度相等時,一元表面發(fā)射到另一元表面的光通量等于它自身獲得的光通量.即第36頁,共42頁,2024年2月25日,星期天距離平方反比定律1.在r⊥dA方向上的光強為:面積為dA的照度E為:而故垂直于光線傳播方向的被照元表面的照度與光強成正比,而與光源到被照元表面的距離平方成反比即為距離平方反比定律(圖如下)
第37頁,共42頁,2024年2月25日,星期天2.當被照元表面dA到光源的距離由r1變到r2時,則相應(yīng)的照度由E1→E2有下列關(guān)系:
E1/E2=r12/r22可知距離變化一倍,照度變化四倍.第38頁,共42頁,2024年2月25日,星期天100lx11lx25lx1m2m3m
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2023-2024學年遼寧省沈陽市皇姑區(qū)虹橋中學七年級(上)調(diào)研數(shù)學試卷(一)
- 滬科版八年級數(shù)學上冊第12章一次函數(shù)12-2一次函數(shù)第1課時正比例函數(shù)課件
- 魯教版八年級數(shù)學上冊專項素養(yǎng)綜合練(七)利用旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)解決線段和角的問題(1)課件
- 北師大版八年級生物上冊第6單元生命的延續(xù)第20章生物的遺傳和變異第2節(jié)性狀遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)課件
- 蘇教版八年級生物上冊專項素養(yǎng)綜合練(六)填圖專項課件
- 統(tǒng)編版五年級語文上冊第四單元綜合測試卷及答案
- 人教版八年級數(shù)學上冊《第十三章軸對稱》單元測試卷帶答案
- 三年級下冊道德與法治-【說課稿】3 我很誠實
- 化 學碳的氧化物(第1課時)課件-2024-2025學年九年級化學人教版(2024)上冊
- 【五年級】上冊道德與法治-5上1單元《面對成長中的新問題》
- 2024年秋季新人教PEP版三年級上冊英語全冊教案
- GB/T 15688-2024動植物油脂不溶性雜質(zhì)含量的測定
- 新教材外研版高中英語選擇性必修第一冊各單元重點語法歸納總結(jié).文檔
- 愚公移山英文 -中國故事英文版課件
- 易燃易爆物質(zhì)和物品參考名錄-國家應(yīng)急管理部研究中心編制
- 愛國主義教育主題班會課件(25張PPT)
- 部編版五年級上冊《將相和》第二課時語文教案
- 醫(yī)務(wù)人員職業(yè)暴露處理流程.doc
- 現(xiàn)代禮儀—湖南大學袁滌非大劉整理版
- 年處理100t中藥車間設(shè)計
- 公司部分員工未購買社會保險的整改方案
評論
0/150
提交評論