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光度学基本概念,辐射能通量和光通量,光谱响应,发光强度,亮度,辐射亮度,照度,辐射照度 |
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光度学基本概念,辐射能通量和光通量,光谱响应,发光强度,亮度,辐射亮度,照度,辐射照度
光度学基本概念
辐射能通量和光通量
我们知道，可见光在电磁辐射中只占一个很窄的波段，研究光的强弱的学科称光度学，而研究各种电磁辐射强弱的学科，称为辐射度学。
辐射度学中一个最基本的量是辐射能通量，或者说辐射功率，它是指单位时间内光源发出或通过一定接收截面的辐射能，在CGS和MKS制中它的单位分别是瓦（W）和千瓦（KW）。
对于非单色辐射，辐射能通量的概念显得太笼统，人们往往关心能量的频谱分布。
ψ(λ)描述着辐射能在频谱中的分布，称为辐射能通量的谱密度。
研究光的强度，或更广泛些，研究电磁辐射的强度，都离不开检测器件。一般来说，每种检测器件对不同波长的光或电磁辐射有不同的灵敏度。检测器件的这种特性用其光谱响应来表征。光谱响应的定义是检测器件的输出讯号（通常是电压或电流）的大小与某个波长的入射光功率之比。不同器件的光谱响应差别很大，在光度学或辐射度学的测量中往往希望有光谱响应不随波长变化的器件，近似于黑体的热电偶或炭斗可以满足这一要求，它们的光谱响应在包括可见光的相当大波长范围内是常数。
对大量具有正常视力的观察者所做的实验表明，在较明亮环境中人的视觉对波长为555nm左右的绿色光最敏感，设任一波长的光和波长为555nm的光，产生同样亮暗感觉所需的辐射能通量之比叫做视见函数。在昏暗的环境中，视见函数的极大值朝短波（蓝色）方向移动，所以在月色朦胧的夜晚，我们总感到周围的一切笼罩了一层蓝绿的色彩，便是这个缘故。
当光源的线度足够小，或距离足够远，从而眼睛无法分辨其形状时，我们把它叫做点光源。在实际中多数情形里，我们看到的光源有一定的发光面积，这种光源叫做面光源，或货栈光源。
点光源沿某一方向的发光强度定义为沿此方向上单位立体角内发出的光通量。发光强度单位为坎德拉（kandela，记作cd），1坎德拉=1流明/1球面度
大多数光源的发光强度因方向而异。
光度学亮度B定义为在某一方向上从单位投影面积在单位立体角内发出的光通量，光度学亮度B的单位为“流明/平方米*球面度（lm/m2*sr)”，或“流明/平方厘米*球面度（lm/m2*sr)”，后者称为熙提（stilb，记作sb）。
把上面的光通量换为辐射通量，即得辐射强度或者辐射亮度。
一个被光线照射的表面上的照度定义为照射在单位面积上的光通量。照度的单位叫勒克斯（lux，记作lx）或辐透（phot，记作ph）。把其中的光通量换成辐射通量，则得辐射照度，即辐射能流密度，其单位为W/m2或W/cm2。
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