光學(xué)基礎(chǔ)-光度量.doc

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，Ie，Me，Ee等，它們對(duì)應(yīng)的光度量為Qv，v，Iv，Lv，Mv，Ev等。此外，輻射度量和光度量都是波長(zhǎng)的函數(shù)，因此當(dāng)描述光譜量時(shí)，在它們的名稱前加“光譜”二字，并在它們相應(yīng)的符號(hào)上加波長(zhǎng)的符號(hào)“”作為下標(biāo)，例如光譜輻通量記為等等。光通量v和輻通量e的關(guān)系可寫(xiě)成如下方程： 同理，等等。式中，V（）是CIE推薦的平均人眼的光譜光視效率（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1.31。Km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（101325Nm2）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，即則 （lmW-1）式中Le（）(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1.31）。圖中V（）e（）曲線是V（）和e（）曲線在同一波長(zhǎng)處兩值的乘積?？v坐標(biāo)比例尺為式中是光通量的比例尺，是輻通量的比例尺。由此式中 圖1.31中，e（）曲線和e（）V（）曲線與橫坐標(biāo)軸所包容的面積比為 則圖1.31 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K1520lmW-1，太陽(yáng)K100 lmW-1，波長(zhǎng)為555nm的單色光KKm=683 lmW-1。這樣一個(gè)60W的白熾燈，它的光通量約為7501200 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5401012（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1.31所示。表1.31 基本光度量的名稱、符號(hào)和定義方程名稱符號(hào)定義方程單位單位符號(hào)光量Q流明秒流明小時(shí)光通量Q/流明發(fā)光強(qiáng)度II=dQ/d坎德拉（光）亮度LL=d2/ddAcos =dI/dAcos坎德拉每平方米光出射度MM=d/dA流明每平方米（光）照度EE=d/dA勒克斯（流明每平方米）()光視效能KK=v/e流明每瓦（特）光視效率VV=K/KmKm為最大光譜光視效能表中v是光通量,e是輻通量.表1.32 常見(jiàn)物體的亮度光源名稱亮度（尼提）地球上看到的太陽(yáng)1.5109地球大氣層外看到的太陽(yáng)1.9109普通碳弧的噴頭口1.