opt1光的傳播

1、Questions:n這兩個(gè)光源的顏色（=？） n實(shí)驗(yàn)觀測(cè)時(shí)，下面兩種情況的不同：只有一個(gè)光源照明；兩個(gè)光源同時(shí)照明。n兩個(gè)光源同時(shí)照明時(shí)，兩個(gè)光源之間互相影響嗎？n光源發(fā)出的光是如何傳播的？n在下面三種情況下，觀察者看到的光源有什么相同和不同：在觀察者和光源之間放置【0個(gè)；1個(gè)；2個(gè)】透明晶體片，已知每個(gè)晶體片本身不吸收光。 一、光學(xué)發(fā)展的概況一、光學(xué)發(fā)展的概況 人類(lèi)感官接收到外部世界的總信人類(lèi)感官接收到外部世界的總信息量中至少有息量中至少有9090以上通過(guò)眼睛以上通過(guò)眼睛. . 光學(xué)是一門(mén)古老的學(xué)科，又是一門(mén)光學(xué)是一門(mén)古老的學(xué)科，又是一門(mén)新興的年青學(xué)科新興的年青學(xué)科. . 激光器誕生后，光

2、學(xué)開(kāi)始了迅猛發(fā)激光器誕生后，光學(xué)開(kāi)始了迅猛發(fā)展，成為科研前沿極為活躍的學(xué)科展，成為科研前沿極為活躍的學(xué)科. . 光學(xué)發(fā)展的五個(gè)時(shí)期光學(xué)發(fā)展的五個(gè)時(shí)期一、萌芽時(shí)期一、萌芽時(shí)期 公元前公元前500500年公元年公元15001500年年 經(jīng)歷大約經(jīng)歷大約20002000年年 面鏡、眼鏡和幻燈等光學(xué)元件面鏡、眼鏡和幻燈等光學(xué)元件 已相繼出現(xiàn)已相繼出現(xiàn)二、幾何光學(xué)時(shí)期二、幾何光學(xué)時(shí)期 15001 1、建立了光的反射定律和折射定律，、建立了光的反射定律和折射定律， 奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)2 2、研制出了望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡等光學(xué)儀、研制出了望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡等光學(xué)儀器器3 3、牛頓為代表的微粒說(shuō)占

3、據(jù)了統(tǒng)治地、牛頓為代表的微粒說(shuō)占據(jù)了統(tǒng)治地位位4 4、對(duì)折射定律的解釋是、對(duì)折射定律的解釋是錯(cuò)誤錯(cuò)誤的的上式與折射定律上式與折射定律 比較，有比較，有亦即：光在光密媒質(zhì)中的速度較大亦即：光在光密媒質(zhì)中的速度較大21vvnn111222vv sinvv sinttii1221sin/sinv /vii 1221/sin/sinnnii2121v /v/nn1vt1vn1v1i2i2v2vn2vt21nn三、波動(dòng)光學(xué)時(shí)期三、波動(dòng)光學(xué)時(shí)期 18001 1、楊氏利用實(shí)驗(yàn)成功解釋了光的干涉現(xiàn)象、楊氏利用實(shí)驗(yàn)成功解釋了光的干涉現(xiàn)象2 2、惠更斯菲涅耳原理成功解釋了光的衍射、惠更斯菲涅耳原理成功解釋了光的衍

4、射3 3、菲涅耳公式成功地解釋了光的偏振現(xiàn)象、菲涅耳公式成功地解釋了光的偏振現(xiàn)象4 4、麥克斯韋的電磁理論證明光是電磁波、麥克斯韋的電磁理論證明光是電磁波5 5、傅科的實(shí)驗(yàn)證實(shí)光在水中傳播的速度小于在、傅科的實(shí)驗(yàn)證實(shí)光在水中傳播的速度小于在空氣中的傳播速度空氣中的傳播速度6 6、波動(dòng)光學(xué)的理論體系已經(jīng)形成，光的波動(dòng)說(shuō)、波動(dòng)光學(xué)的理論體系已經(jīng)形成，光的波動(dòng)說(shuō)戰(zhàn)勝了光的微粒說(shuō)戰(zhàn)勝了光的微粒說(shuō)四、量子光學(xué)時(shí)期四、量子光學(xué)時(shí)期 19001 1、19001900年普朗克提出了量子假說(shuō)，成功地解釋了年普朗克提出了量子假說(shuō)，成功地解釋了 黑體輻射問(wèn)題黑體輻射問(wèn)題2 2、愛(ài)因斯坦提出了光子假說(shuō)，成功地解釋了、

5、愛(ài)因斯坦提出了光子假說(shuō)，成功地解釋了 光電效應(yīng)問(wèn)題光電效應(yīng)問(wèn)題3 3、光的某些行為象經(jīng)典的、光的某些行為象經(jīng)典的“波動(dòng)波動(dòng)”4 4、另一些行為卻象經(jīng)典的、另一些行為卻象經(jīng)典的“粒子粒子”光的兩種互補(bǔ)性質(zhì)：光的兩種互補(bǔ)性質(zhì)：傳播過(guò)程中顯示波動(dòng)性傳播過(guò)程中顯示波動(dòng)性與其他物質(zhì)相互作用時(shí)顯示粒子性與其他物質(zhì)相互作用時(shí)顯示粒子性光具有波粒二象性光具有波粒二象性光的本性光的本性五、現(xiàn)代光學(xué)時(shí)期五、現(xiàn)代光學(xué)時(shí)期 1 1、全息術(shù)、光學(xué)傳遞函數(shù)和激光的問(wèn)世、全息術(shù)、光學(xué)傳遞函數(shù)和激光的問(wèn)世 是經(jīng)典光學(xué)向現(xiàn)代光學(xué)過(guò)渡的標(biāo)志是經(jīng)典光學(xué)向現(xiàn)代光學(xué)過(guò)渡的標(biāo)志2 2、光學(xué)煥發(fā)了青春，以空前的規(guī)模和速度、光學(xué)煥發(fā)了青春，

6、以空前的規(guī)模和速度 飛速發(fā)展飛速發(fā)展 1 1）智能光學(xué)儀器）智能光學(xué)儀器 2 2）全息術(shù)）全息術(shù) 3 3）光纖通信）光纖通信 4 4）光計(jì)算機(jī)）光計(jì)算機(jī) 5 5）激光光譜學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法）激光光譜學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法 二、二、 光光 強(qiáng)強(qiáng) 760040001 1）可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍：可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍： 其中：其中： 頻率：頻率： 真空中的光速：真空中的光速： 對(duì)應(yīng)的頻率范圍：對(duì)應(yīng)的頻率范圍： cm8101/csmc/1038Hz14109 . 35 . 7n電磁波（包括光波），只要光子能量不變，其光波頻率就不變。E=h，E是光子能量，h是普朗克常數(shù)，是光波頻率。n在不同介質(zhì)里頻率不變，但是波速要變，所以波長(zhǎng)

7、肯定變，波長(zhǎng)變了光的顏色應(yīng)該要變吧？ 光的顏色由頻率確定，光的顏色由頻率確定，而頻率是光源的性質(zhì)，與光通過(guò)的介質(zhì)沒(méi)有關(guān)系。波長(zhǎng)改變，是與光速改變相適應(yīng)的，與頻率沒(méi)有關(guān)系！ 2 2）光強(qiáng)：）光強(qiáng)：通過(guò)單位面積的平均光功率，通過(guò)單位面積的平均光功率， 或者說(shuō)，光的平均能流密度或者說(shuō)，光的平均能流密度3 3）光強(qiáng)表達(dá)式：光強(qiáng)表達(dá)式： ， 分別是相對(duì)介電常數(shù)和相對(duì)磁率分別是相對(duì)介電常數(shù)和相對(duì)磁率 分別是真空介電常數(shù)和真空磁率分別是真空介電常數(shù)和真空磁率 HESHEHE00200EHES,00在光頻波段在光頻波段 故故1001/ 00/1c/nc20200EcnnES 真空中電磁波的波動(dòng)方程： 可得：在

8、不同媒質(zhì)中有：在相同介質(zhì)中有： 0cos()EEt2222001cos ()(1cos(2()2EEtEt2220000011cos ()TTnnISE dtEt dtTcTc2200000(1 cos(2()22TnnIEtdtEcTc2022201121EnEnII20nEI 4 4）相對(duì)光強(qiáng)：）相對(duì)光強(qiáng)： 注意：注意： 光強(qiáng)是一個(gè)平均值光強(qiáng)是一個(gè)平均值20EI 2002nISEc5 5）光強(qiáng)定義為一個(gè)平均值的原因）光強(qiáng)定義為一個(gè)平均值的原因響應(yīng)時(shí)間：能夠被感知或被記錄所需的最短時(shí)間響應(yīng)時(shí)間：能夠被感知或被記錄所需的最短時(shí)間人眼的響應(yīng)時(shí)間：人眼的響應(yīng)時(shí)間： 最好的儀器的響應(yīng)時(shí)間大約：最好的

9、儀器的響應(yīng)時(shí)間大約： 光波的振動(dòng)周期：光波的振動(dòng)周期： 人眼和接收器只能感知光波的平均能流密度人眼和接收器只能感知光波的平均能流密度有實(shí)際意義的是光波的平均能流有實(shí)際意義的是光波的平均能流 st1 . 0s910sT1510Tt三、光三、光 譜譜1 1）單色光：）單色光：僅有單一波長(zhǎng)的光叫單色光，僅有單一波長(zhǎng)的光叫單色光， 否則是非單色光。否則是非單色光。2 2）譜密度：）譜密度： 3 3）光譜：）光譜：譜密度隨波長(zhǎng)變化的分布曲線譜密度隨波長(zhǎng)變化的分布曲線 4 4）連續(xù)光譜：）連續(xù)光譜：光譜隨波長(zhǎng)的變化分布連續(xù)叫做光譜隨波長(zhǎng)的變化分布連續(xù)叫做 連續(xù)光譜連續(xù)光譜. . ddIddIi)(00)(

10、didII5 5）線光譜：）線光譜：光譜集中在一些分立的波長(zhǎng)區(qū)光譜集中在一些分立的波長(zhǎng)區(qū) 間的線狀譜線，就叫線光譜。間的線狀譜線，就叫線光譜。譜線寬度：每條線光譜在其半強(qiáng)度值處的波長(zhǎng)間隔譜線寬度：每條線光譜在其半強(qiáng)度值處的波長(zhǎng)間隔 稱(chēng)為譜線寬度稱(chēng)為譜線寬度, , 越小表示光波的單色性越好越小表示光波的單色性越好. . 連續(xù)光譜連續(xù)光譜 線光譜線光譜 ddIddI123光學(xué)的研究對(duì)象光學(xué)的研究對(duì)象、分支與應(yīng)用分支與應(yīng)用 光學(xué)是研究光的傳播以及它和物質(zhì)相互作用問(wèn)題的學(xué)科光學(xué)是研究光的傳播以及它和物質(zhì)相互作用問(wèn)題的學(xué)科 幾何光學(xué)：幾何光學(xué)： （尺度相對(duì)光的波長(zhǎng)大得多，從而其波動(dòng)效應(yīng)不明顯）（尺度相對(duì)

11、光的波長(zhǎng)大得多，從而其波動(dòng)效應(yīng)不明顯） 波動(dòng)光學(xué)：波動(dòng)光學(xué)： 研究光的波動(dòng)性的學(xué)科（干涉、衍射、偏振）研究光的波動(dòng)性的學(xué)科（干涉、衍射、偏振） 量子光學(xué)：量子光學(xué)： 研究光和物質(zhì)相互作用的問(wèn)題（分子、原子尺度）研究光和物質(zhì)相互作用的問(wèn)題（分子、原子尺度） 近代光學(xué)近代光學(xué): 激光全息傅利葉和非線性光學(xué)激光全息傅利葉和非線性光學(xué) 從光的直進(jìn)、反射、折射等基本實(shí)驗(yàn)定律出發(fā)，研究成像從光的直進(jìn)、反射、折射等基本實(shí)驗(yàn)定律出發(fā)，研究成像等光的傳播問(wèn)題等光的傳播問(wèn)題 2 2 幾何光學(xué)基本定律幾何光學(xué)基本定律 1.1 1.1 幾何光學(xué)三定律幾何光學(xué)三定律 1.2 1.2 全反射定律全反射定律 1.3 1.3

12、 棱鏡與色散棱鏡與色散 1.4 1.4 光的可逆性原理光的可逆性原理光在均勻媒質(zhì)里沿直線傳播。光在均勻媒質(zhì)里沿直線傳播。2.1 幾何光學(xué)三定律幾何光學(xué)三定律（1）光的直線傳播定律：）光的直線傳播定律：例：物體的影子例：物體的影子, , 針孔成像針孔成像例：海市蜃樓例：海市蜃樓(mirage)(mirage)海市蜃樓(mirage)是一種折光現(xiàn)象，由于靠近表面豎直方向上空氣密度的劇烈變化，使得一些遠(yuǎn)處的物體在一定區(qū)域形成圖像以代替其真實(shí)位置。這些圖像是扭曲的，倒轉(zhuǎn)的或是搖擺的?？諝饷芏扰c氣壓、溫度和水蒸氣含量密切相關(guān)。 11p(pressure) ()T (temperature) vap (w

13、ater vapour content)air下蜃景(Inferior mirages)出現(xiàn)在真實(shí)物體的下方；上蜃景(Superior mirages)出現(xiàn)在真實(shí)物體的上方。 （2）光的反射和折射定律）光的反射和折射定律反射線與折射線都在入射面內(nèi)反射線與折射線都在入射面內(nèi)11ii 注意注意： 1） n1和和n2稱(chēng)為媒質(zhì)的絕對(duì)折射率稱(chēng)為媒質(zhì)的絕對(duì)折射率. 2）折射率較大的媒質(zhì)稱(chēng)為光密媒質(zhì)，）折射率較大的媒質(zhì)稱(chēng)為光密媒質(zhì)， 折射率較小的媒質(zhì)稱(chēng)為光疏媒質(zhì)折射率較小的媒質(zhì)稱(chēng)為光疏媒質(zhì). 3）適用條件：反射和折射面積遠(yuǎn)大）適用條件：反射和折射面積遠(yuǎn)大 于光波長(zhǎng)時(shí)上述定律才成立于光波長(zhǎng)時(shí)上述定律才成立.2

14、1nn；2211sinsininin1122sinsinnini斯涅爾定律（W. Snell） 介質(zhì)折射率不僅與介質(zhì)種類(lèi)有關(guān)，而且與光的波長(zhǎng)有關(guān)。在同一種介質(zhì)中，長(zhǎng)波折射率小，短波的折射率大。QQ1iMO2iyxyn112sinsinnii1tanxyi2tanxyi22111222111sintansin costansincoscosyniiiiyyyiiini1iyQ)34( n(0)i2( )O i2sin0icos1iyynyiQ13 4n0i0sin2i1cosi431n例2: 用作圖法求任意入射線在球面上的折射線.證：（1）正弦定律于HCM,sinsinsinsinCHCMrii

15、即sin sininn（2）三角形相似， HCM和MCHi n sinin sini 當(dāng)光線從光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角；當(dāng)入射角增大到某一臨界值時(shí)，折射光線消失，光線全部反射，此現(xiàn)象叫全反射。2.2 全反射定律全反射定律全反射臨界角：全反射臨界角：)/(sin121nnic 的空氣對(duì)于 的玻璃，臨界角 21n 11.5n 42ci ACB45全反射的應(yīng)用-全反射棱鏡利用全反射棱鏡改變光線方向，比用一般的平面鏡，能量損失要小得多。全反射的應(yīng)用光學(xué)纖維（1 1）棱鏡：由透明媒質(zhì)做成的棱鏡體）棱鏡：由透明媒質(zhì)做成的棱鏡體 稱(chēng)為棱鏡稱(chēng)為棱鏡（2 2）三棱鏡：截面呈三角形的棱鏡叫）三棱鏡

16、：截面呈三角形的棱鏡叫 三棱鏡三棱鏡（3 3）主截面：與棱邊垂直的平面叫做）主截面：與棱邊垂直的平面叫做 棱鏡的主截面棱鏡的主截面（4 4）偏向角）偏向角: :2.3 棱鏡與色散棱鏡與色散2i折射率折射率 )()()()(22112121iiiiiiii22ii 求其最小值：求其最小值： 01did0212did令令 且有且有 BC G2i1i1inD EFA m最小偏向角最小偏向角 的推導(dǎo)的推導(dǎo)11ii,11ii 22ii 可以得到：當(dāng)可以得到：當(dāng) 時(shí)時(shí)m此時(shí)有：此時(shí)有： 21mi2/2i帶入折射定律：帶入折射定律： 1221/sin/sinnnii2sin2sin12mnn有：有： 時(shí)，時(shí)

17、， nnn211，2sin2sinmn色散色散光的可逆性原理光的可逆性原理: :當(dāng)光線的方向反轉(zhuǎn)時(shí)，它將逆著同一當(dāng)光線的方向反轉(zhuǎn)時(shí)，它將逆著同一路徑傳播，稱(chēng)為光的可逆性原理。路徑傳播，稱(chēng)為光的可逆性原理。波面波面 波線波線 2.1 2.1 波的幾何描述波的幾何描述波動(dòng)：波動(dòng)：擾動(dòng)在空間的傳播擾動(dòng)在空間的傳播波面：波面： （1 1）在同一振源的波場(chǎng)中）在同一振源的波場(chǎng)中 （2 2）振動(dòng)同時(shí)到達(dá)的各點(diǎn)具有相同的位相）振動(dòng)同時(shí)到達(dá)的各點(diǎn)具有相同的位相 滿足上述條件的振動(dòng)軌跡稱(chēng)為波面或波振面。滿足上述條件的振動(dòng)軌跡稱(chēng)為波面或波振面。 球面波：球面波： 平面波：平面波： 波線：波線： 波面與波線波面與波

18、線 球面波球面波 平面波平面波 3.2 3.2 惠更斯原理的表述惠更斯原理的表述在在t t時(shí)刻由振源發(fā)出的波擾動(dòng)時(shí)刻由振源發(fā)出的波擾動(dòng)傳到了波面?zhèn)鞯搅瞬鍿 S，惠更斯提出，惠更斯提出，S S上的每一面元可以認(rèn)為是上的每一面元可以認(rèn)為是次波的波源，次波的波源，惠更斯原理惠更斯原理原理的優(yōu)點(diǎn)：原理的優(yōu)點(diǎn)： 提出了次波概念提出了次波概念原理的不足：原理的不足： 給不出新波面的強(qiáng)度分布給不出新波面的強(qiáng)度分布惠更斯原理惠更斯原理3.3 3.3 惠更斯原理對(duì)反射、惠更斯原理對(duì)反射、 折射定律的解釋折射定律的解釋 1vnnA Bt 11212112sinvsinvnnA BiniAD1vc2vvvcn 1

19、1221221sinvsinvinnin2211sinsininin如圖所示如圖所示 有：有： 設(shè)設(shè) ，則有：則有： 即：即： 用惠更斯原理解釋用惠更斯原理解釋反射定律和折射定律反射定律和折射定律3.4 3.4 惠更斯原理對(duì)直線傳播問(wèn)題的解釋惠更斯原理對(duì)直線傳播問(wèn)題的解釋 課后閱讀教材。課后閱讀教材。4.1 4.1 光程定義：光程定義：如圖，在均勻媒質(zhì)中有：如圖，在均勻媒質(zhì)中有： 在在mm種不同的媒質(zhì)中有：種不同的媒質(zhì)中有： 在折射率連續(xù)變化的媒質(zhì)中：在折射率連續(xù)變化的媒質(zhì)中： lnQP)(miiilnQP1)(PQndlQP)(2n1n3n媒質(zhì)媒質(zhì)1 1 媒質(zhì)媒質(zhì)2 2 媒質(zhì)媒質(zhì)3 3QMN

20、P1l2l3l4.24.2 光在媒質(zhì)中走過(guò)的光程等于光在媒質(zhì)中走過(guò)的光程等于在真空中走過(guò)的幾何路程在真空中走過(guò)的幾何路程 證明：證明：0vlltc vcn ， nll 0就有就有 4.3 4.3 光程相同含有的波數(shù)相同：光程相同含有的波數(shù)相同： 21NN 波數(shù)定義：波數(shù)定義： 已知：已知： 求證：求證： 證明：證明：lN 2211lnln,111lN ,222lN 00vcn21NN 1n2n1N2N1l2l已知有：已知有： 就有：就有： 這個(gè)命題的物理意義：這個(gè)命題的物理意義：可以通過(guò)比較光程比較兩個(gè)波動(dòng)的狀態(tài)差異。可以通過(guò)比較光程比較兩個(gè)波動(dòng)的狀態(tài)差異。21NN ,011111lnlN02

21、2222lnlN2211lnln4.4 4.4 位相差與光程差成正比位相差與光程差成正比 QQ點(diǎn)的振動(dòng)方程：點(diǎn)的振動(dòng)方程： P P點(diǎn)的振動(dòng)方程就是：點(diǎn)的振動(dòng)方程就是： 00cos()QEEt00cos()PEEt0222vlnlnlc其中其中定義波矢：定義波矢： 設(shè)其方向沿波動(dòng)的傳播方向設(shè)其方向沿波動(dòng)的傳播方向0002kkkkQQP P光程：光程： 則有：則有： 其物理意義：其物理意義：可以通過(guò)比較兩個(gè)振動(dòng)的光程來(lái)考察可以通過(guò)比較兩個(gè)振動(dòng)的光程來(lái)考察兩個(gè)振動(dòng)的步調(diào)差異。兩個(gè)振動(dòng)的步調(diào)差異。nlL 000cos,PEEk Lt0( )( )( )PQk LL位相差：位相差： 在真空中波長(zhǎng)為 的單

22、色光，在折射率為 n 的透明介質(zhì)中從 P 沿某路徑傳到 Q，若 P、Q 兩 點(diǎn)位相差為 5，則路徑 PQ 的光程為: (1) 5 (2) 5n (3) 2.5 (4) 2.5n (5) 無(wú)法判斷5 . 1光在指定的兩點(diǎn)間傳播，實(shí)際的光在指定的兩點(diǎn)間傳播，實(shí)際的光程光程總是一總是一個(gè)極值（最小值、最大值或恒定值）。個(gè)極值（最小值、最大值或恒定值）。FermatFermat原理是幾何光學(xué)的基本原理，幾何光學(xué)中的三個(gè)重原理是幾何光學(xué)的基本原理，幾何光學(xué)中的三個(gè)重要定律要定律直線傳播定律，反射定律和折射定律直線傳播定律，反射定律和折射定律都能都能從從FermatFermat原理導(dǎo)出。原理導(dǎo)出。4.5

23、4.5 費(fèi)馬原理的表述費(fèi)馬原理的表述PQndlQP0)(P,Q(P,Q是二固定點(diǎn)是二固定點(diǎn)) )考慮由Q發(fā)出，經(jīng)反射面到達(dá)P的光線。相對(duì)于反射面取P的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)P,從Q到P任意可能路徑QMP的長(zhǎng)度與QMP的長(zhǎng)度相等。顯然，直線QMP是其中最短的一根，從而路徑QMP的長(zhǎng)度最短。根據(jù)費(fèi)馬原理，QMP是光線的實(shí)際路徑。由對(duì)稱(chēng)性分析不難看出，iiiQPPMM1n2n4.6 4.6 由費(fèi)馬原理推導(dǎo)幾何光學(xué)三定律由費(fèi)馬原理推導(dǎo)幾何光學(xué)三定律 ii1 1）光度學(xué)和輻射度學(xué)）光度學(xué)和輻射度學(xué)光度學(xué)：研究光的強(qiáng)弱的學(xué)科光度學(xué)：研究光的強(qiáng)弱的學(xué)科輻射度學(xué)：研究各種電磁輻射強(qiáng)弱的學(xué)科輻射度學(xué)：研究各種電磁輻射強(qiáng)弱的學(xué)科

24、2 2）輻射能通量（輻射功率）和輻射）輻射能通量（輻射功率）和輻射 能通量的譜密度能通量的譜密度單位時(shí)間內(nèi)光源發(fā)出或通過(guò)一定接收截面單位時(shí)間內(nèi)光源發(fā)出或通過(guò)一定接收截面的輻射能的輻射能 單位：瓦單位：瓦 輻射能通量的譜密度：輻射能通量的譜密度： dd)(d0)(輻射能通量輻射能通量 的定義：的定義：3) 3) 視見(jiàn)函數(shù)視見(jiàn)函數(shù)定義：定義： 5550( )VV=1 實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明： 要引起與要引起與1mw1mw的的5550A5550A的綠光相同亮暗感覺(jué)的的綠光相同亮暗感覺(jué)的 4000A4000A紫光需要紫光需要2.5w.2.5w.0004. 05 . 2103WWV時(shí)，時(shí)， 05550A，

25、04000A在在4000A7600A范圍以外，范圍以外，V實(shí)際上已趨于實(shí)際上已趨于04) 4) 適光性和適暗性視見(jiàn)函數(shù)適光性和適暗性視見(jiàn)函數(shù) 由于眼睛里的圓錐和圓柱視神經(jīng)細(xì)胞由于眼睛里的圓錐和圓柱視神經(jīng)細(xì)胞 在分別起作用，形成了在分別起作用，形成了適光性適光性和和適暗性適暗性 視見(jiàn)函數(shù)。視見(jiàn)函數(shù)。在昏暗的環(huán)境中，視見(jiàn)函數(shù)在昏暗的環(huán)境中，視見(jiàn)函數(shù)的極大值朝短波方向移動(dòng)。的極大值朝短波方向移動(dòng)。所以在月光朦朧的夜晚，總所以在月光朦朧的夜晚，總感到周?chē)囊磺谢\罩了一層感到周?chē)囊磺谢\罩了一層藍(lán)綠的色彩。藍(lán)綠的色彩。5) 光通量光通量定義：定義： 光源發(fā)出的輻射能通量通過(guò)視見(jiàn)函光源發(fā)出的輻射能通量通過(guò)

26、視見(jiàn)函數(shù)的權(quán)重因子折合成對(duì)人眼起作用數(shù)的權(quán)重因子折合成對(duì)人眼起作用的有效視覺(jué)強(qiáng)度稱(chēng)為光通量。的有效視覺(jué)強(qiáng)度稱(chēng)為光通量。單位：?jiǎn)挝唬毫髅?，流明?記作：記作： lm有：有： )(V或者：或者： dVKdm)()(dVKm)()(最大光功當(dāng)量，最大光功當(dāng)量， WlmKm/6836) 6) 發(fā)光強(qiáng)度和輻射強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度和輻射強(qiáng)度（1）點(diǎn)光源和面光源：）點(diǎn)光源和面光源：（2）發(fā)光強(qiáng)度）發(fā)光強(qiáng)度 I ：?jiǎn)挝涣Ⅲw角內(nèi)發(fā)出的光通量：?jiǎn)挝涣Ⅲw角內(nèi)發(fā)出的光通量ddI， 單位：坎德拉， srlmcd111其中 2RdSd， 點(diǎn)光源點(diǎn)光源dr（3）注意：）注意：（a）發(fā)光強(qiáng)度的符號(hào)與光強(qiáng)的符號(hào)雖然相同， 但與光強(qiáng)不是

27、一個(gè)概念。（b）發(fā)光強(qiáng)度與方向有關(guān)，方向不同 發(fā)光強(qiáng)度不同。（4）輻射強(qiáng)度：?jiǎn)挝涣Ⅲw角內(nèi)發(fā)出的輻射通量）輻射強(qiáng)度：?jiǎn)挝涣Ⅲw角內(nèi)發(fā)出的輻射通量ddI， 其中 2RdSd， srWsrW11/1單位： srW /， 7 7） 光亮度和輻射亮度光亮度和輻射亮度（1）光亮度：面元）光亮度：面元ds沿沿 r方向的光度學(xué)亮度方向的光度學(xué)亮度B定義為在此方向上單位投影面積的發(fā)光強(qiáng)度定義為在此方向上單位投影面積的發(fā)光強(qiáng)度coscos*dSdddSdIdSdIB單位： 或 )/(2srmlm)/(2srcmlm擴(kuò)展光源擴(kuò)展光源 法線法線ndSdSdr（2）輻射亮度：）輻射亮度：coscos*dSdddSdIdSdIB單位：?jiǎn)挝唬?)/(2srmW， )/(2srcmW（3）注意：）注意： 人眼睛感知的是光源的亮度大小，不是發(fā)光強(qiáng)度的強(qiáng)弱。 8 8）余弦輻射體和朗伯定律）余弦輻射體和朗伯定律（1 1）余弦（朗伯）發(fā)射體）余弦（朗伯）發(fā)射體朗伯定律：朗伯定律： cos0dIdI 余弦發(fā)射體沒(méi)有立體感，感到各處余弦發(fā)射