光学基础-光度量.pdf

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1、精品1.31.3 光度量光度量光度量和辐射度量的定义、定义方程是一一对应的。若遇易混淆时，则在辐射度量符号上加下标“e”，而在光度量符号上加下标“V”，例如辐射度量 Qe，e，Ie，Me，Ee等，它们对应的光度量为 Qv，v，Iv，Lv，Mv，Ev等。此外，辐射度量和光度量都是波长的函数，因此当描述光谱量时，在它们的名称前加“光谱”二字，并在它们相应的符号上加波长的符号“”作为下标，例如光谱辐通量记为e等等。光通量v和辐通量e的关系可写成如下方程：v KmV()e()d0同理Iv KmV()Ie()d，等等。0式中，V（）是CIE 推荐的平均人眼的光谱光视效率（也叫视见函数）。对于明视觉，它是

2、对应波长为 555nm 的辐通量e（555）与某波长能对平均人眼产生相同光视刺激的辐通量e（）的比值。1971 年 CIE 公布的明视觉 V（）标准值已经经国际计量委员会批准，其V（）曲线见图 1.31。Km是一比例常数。对于波长555nm 的单色光（V（555）1），Km等于 683m/W。原先它是根据在一个标准大气压下（101325Nm2）黑体辐射器在铂凝固温度（2042K）明视觉亮度定义为 60cd/cm2而得出的，即Lv KmV()Le()d0则Km601040V()Le()d 683（lmW-1）式中 Le（）(在 2042K)可由黑体辐射表查得。光度量和辐射度量的关系可用图解来求得

3、（图1.31）。图中V（）e（）曲线是V（）-可编辑-精品和e（）曲线在同一波长处两值的乘积。纵坐标比例尺为mv Kmme式中mv是光通量的比例尺，me是辐通量的比例尺。由此v KmV()e()d0 meKmV()e()d0 mvV()e()d mvv0式中e()mee(),v mvv图 1.31 中，e（）曲线和e（）V（）曲线与横坐标轴所包容的面积比为V 则0V()e()d0e()dvKm0V()e()dK e()d0e图 1.31光度量和辐射度量的关系-可编辑-精品K 的意义是光源发出的辐通量可产生多少能对目视引起刺激的光通量。比值 K 叫做光视效能。它是衡量光源产生视觉效能大小的一个重

4、要指标，量纲是 lmW-1。例如，钨丝白炽灯 K1520lmW-1，太阳K100 lmW-1，波长为555nm 的单色光 KKm=683 lmW-1。这样一个 60W 的白炽灯，它的光通量约为7501200 lm。在照明工程中，通常希望光源有高的光视效能，当然还要考虑到光的颜色。光谱光视效能 K（）的最大值是 Km。Km叫做最大光谱光视效能。V 叫做光视效率。它是无量纲的，和光视效能只相差一个常数 Km(683 lmW-1)，表示辐射量被利用来引起光视刺激的效率。光度量中最基本的单位是发光强度的单位坎德拉（Candela），记作 cd，它是国际单位制中七个基本单位之一。它的定义是发出频率为54

5、01012（对应在空气中 555nm 的波长）的单色辐射，在给定方向上的发光强度规定为1cd。用光而不用铂凝固温度来规定，可以摆脱温标和温度测量对光辐射度量和它的测量的影响。在表 1.31 中，光通量的单位是流明（lm）。1 lm是光强度为 1cd 的均匀点光源在 1sr 内发出的光通量。光度量的其它单位如表1.31 所示。表 1.31基本光度量的名称、符号和定义方程名称光量符号Q定义方程单位流明秒流明小时光通量单位符号lmslmh dQ/dt-可编辑-流明lm精品发光强度（光）亮度ILI=dQ/dL=d2/ddAcos=dI/dAcos坎德拉坎德拉每平方米流明每平方米勒克斯（流明每平方米）cdcdm2光出射度（光）照度MEM=d/dAE=d/dAlmm2lx(lmm2)光视效能光视效率KVK=v/eV=K/KmKm为最大光谱光视效能流明每瓦（特）lmW1表中v是光通量,e是辐通量.表 1.32常见物体的亮度光源名称地球上看到的太阳地球大气层外看到的太阳普通碳弧的喷头口超高压球状水银灯钨丝白炽灯乙炔焰太阳照射下的洁净雪面距太阳 75角的晴朗天空亮度（尼提）1.51091.91091.51081.2109（0.51.5）107810431040.15104-可编辑-