30~50 lx 50~70 100~200 1万 3万~4万 100~500 10万 0.2 3×10–4 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 V ,称为视见函数,又称光谱光视效率。 视 见 函 数 国 际 标 准 把对人眼最灵敏的波长=555nm的视见函数定为1,即 V(55)51 假定人眼同时观察两个位于相同距离上的辐射体A和B, 这两个辐射体在观察方向上的辐射强度相等,A辐射的电磁波 波长为 ,B辐射的波长为555nm,人眼对A的视觉强度与人 眼对B的视觉强度之比,作为 波长的视见函数。 有了光谱光视效能后,光通量公式可写成 d C(V )d e K ()d e 总的光通量应该等于整个波长范围内上式的积分 d 0 0 K ()d e 0 K () e d 发光体的发光特性:光视效能(发光效率) K e 0K()ed 0ed 光源种类 钨丝灯(真空) 钨丝灯(充气) 6.4 光度学中的基本量 一、发光强度和光通量 光度学中的光通量与辐射度学中的辐射通量相对应。 假定有一单色光,其辐射通量为 d e ,其中能够引起视觉 的部分为光通量-----用人眼视觉强度来度量的辐射通量。 de Ied 单位:流明lm 人眼视觉强度: dCV( )d e C为单位换算常数 光通量:按人眼视觉强度来度量的辐射通量。 例:人眼同时观察距离相同的两个辐射体A和B,假定辐射强 度相同,A辐射波长为600nm, B辐射波长为500nm。 V(600)=0.631 V(500)=0.323 A对人眼产生的视觉强度是B对人眼产生视觉强度的 0.631/0.323倍,近似2倍。 若要使A和B对人眼产生相同的视觉强度,则辐射体A的 辐射强度应该是辐射体B强度的一半。 例:一个功率(辐射通量)为60W的钨丝充气灯泡, 假定它在各方向上均匀发光,求它的发光强度。 1、求总光通量: K e16 5 090 lm 0 2、求发光强度:总立体角为 4 I 940071.62cd 二、光出射度和光照度 1、光出射度:发光体表面某点附近单位面积发出的光通量。 M d ds 发光表面均匀发光情况下, 6.2 辐射度学中的基本量 一、辐射通量 ----单位时间内辐射体辐射的总能量-----辐射功率 e 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 e 0 e d e lim 0 d d 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。 3、光谱光视效能 CC 与 V () 的乘积称为光谱光视效能,用K()表示。 K(λ) 683V(λ) 当V(λ) 1时,K(λ)最大, 即Km 683cdsr/W 称为最大光谱光视效能 。 V () 表示人眼对不同波长光辐射的敏感度差别。 K()表示辐射通量中有多少可以转变为光通量。 4、连续光谱的光通量计算 第六章-辐射度学和光度学基础 研究 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2rsin, 环带的总面积: dS = rd • 2rsin = 2r2sind 对应的立体角: d = dS/r2 = 2sind = -2dcos 积分得 = 4sin2/2 若较小,则 = 2 辐射度学中的基本量 辐射能 辐射通量 辐射强度 辐出射度 辐照度 辐亮度 U 光能量 Φe Ie Me Ee 光通量 发光强度 光出射度 光照度 Le 光亮度 Q Φ I M E L 光度学中的基本量 6.3 人眼的视见函数 辐射体发出电磁波,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。 石英卤素灯 气体放电管 常见光源的光视效能 光视效能 (lm/w) 光源种类 8~9.2 日光灯 9.2~21 高压水银灯 30 超高压水银灯 16~30 钠光灯 光视效能 (lm/w) 27~41 34~45 40~47.5 60 例:100瓦钨丝灯,光通量为1500流明,则K=15lm/w 40瓦荧光灯,光通量为2000流明,则K=50lm/w M (lm/m2) s d A ds 发光体 辐射出射度 Me de ds 2、光照度:某一表面被发光体照明,其表面某点附近单位面 积接收的光通量。 E d ds d A ds 被照表面均匀照明情况下, E (lx) s 被照明体 单位:勒克司 1 lx=1 lm/m2 常见物体的光照度值 观看仪器的示值 一般阅读及书写 精细工作(修表等) 摄影场内拍摄电影 照相制版时的原稿 明朗夏日采光良好的室内 太阳直照时的地面照度 满月在天顶时的地面照度 无月夜天光在地面产生的照度 符号: E e Ee de ds d e A ds 单位:瓦每平方米(W/m2) 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: L e Le Ie ds n ds n ds cos 描述了辐射体不同位置不同方向上的辐射特性。 单位:瓦每球面度每平方米(W/sr.m2) Ie d e d 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、Hale Waihona Puke Baidu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:M e Me de ds d e A ds 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。 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。 2、发光强度 发光强度与辐射度学中的辐射强度相对应。 指定方向上单位立体角内发出光通量的多少。也可以理解 为在这一方向上辐射强度中有多少是发光强度。 Id d C(d V )d eC V ()Ie 单位:坎(德拉) cd CIE规定:当发光体发出的光全部是=555nm的单色光,在某 一方向上辐射强度 Ie168(W 3/sr),则发光体在此方向上的发 光强度为1cd。