光能及其計(jì)算

1、光有能，入瞳出瞳就是限制能量的。對(duì)能的討論本不是應(yīng)用光學(xué)的范疇，但要設(shè)計(jì)儀器，不又能不了解一些起碼的問(wèn)題，否則所設(shè)計(jì)的儀器可能是無(wú)用的，因?yàn)椴荒軅鬟f足夠的能量。我們要求光學(xué)系統(tǒng)傳遞的能量必須能被光能接收器所感知。61輻射能通量，光通量輻射能通量，光通量[返回本章要點(diǎn)返回本章要點(diǎn)]一、輻射量一、輻射量以電磁輻射形式發(fā)射、傳輸或接收的能量稱輻射能1、輻射能、輻射能——單位：焦耳（J），爾格（erg)單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某一面積的全部輻射能W2、輻

2、射能通量輻射能通量——由于輻射能總包含一定的光譜范圍，若已知能量的光譜分布曲線即:則任何輻射能接收器都只能接收某一光譜范圍內(nèi)的能量，即對(duì)不同光譜范圍有不同的靈敏度。如人眼，λ=400～760nm為可見(jiàn)光。在這個(gè)范圍內(nèi)，人眼能比較光譜波長(zhǎng)及能量大小。但各種波長(zhǎng)的光引起人眼感覺(jué)、靈敏度不同。光譜光視效率光譜光視效率二、二、光譜光視效率光譜光視效率（視見(jiàn)函數(shù)）（視見(jiàn)函數(shù)）[返回本章要點(diǎn)]人眼對(duì)λ=555nm的黃光最靈敏，定λ420510555

3、610700Vλ0.0040.51.00.50.004這里Kλ表示：對(duì)單位波長(zhǎng)（1nm)內(nèi)具有Pλ瓦的輻射能通量，能感受到Φλ流明的光通量即lm——與輻射能通量相當(dāng)?shù)墓舛葘W(xué)單位（光通量）任意波長(zhǎng)的K——表示1W該波長(zhǎng)的光所相當(dāng)?shù)牧髅鲾?shù)，為絕對(duì)靈敏度。對(duì)其它波長(zhǎng)有Vλ表征人眼的光譜靈敏度人眼的相對(duì)靈敏度稱光譜光視效率或視見(jiàn)函數(shù)人眼的相對(duì)靈敏度稱光譜光視效率或視見(jiàn)函數(shù)三、三、光通量光通量與發(fā)光效率發(fā)光效率[返回本章要點(diǎn)]光通量——是輻射能通

4、量的光量度，即若干輻射能相當(dāng)于多少光。2.R越大則E越??；3.與方向有關(guān)，當(dāng)i=0即垂直照明時(shí)E最大；4.人眼具有分辨E大小的能力三、三、光出射度光出射度——描述面光源的發(fā)光特性，定義為發(fā)光表面單位面積上發(fā)出的光通量，即(單位與光照度相同)[返回本章要點(diǎn)]透射面或反射面接受光通量，又可作為二次光源發(fā)出光通量。此時(shí)該二次光源的發(fā)光特性除與接受到的光通量有關(guān)外，還與自身的透射或反射率有關(guān)，有ρ為透射率或反射率，與波長(zhǎng)有關(guān)，因而物體呈現(xiàn)彩色四

5、、四、光亮度光亮度——描述有限大小光源的發(fā)光特性對(duì)有限大小光源，顯然給出比例系數(shù)LLi——光源在與法線成i角方向上的光亮度另一方面，考慮到可得i方向單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度單位：尼特——面積1平方米的發(fā)光表面在法線方向的發(fā)光強(qiáng)度為1cd時(shí)的亮度為1nt。1nt=1cdm2某些光源，L不隨方向變，此時(shí)I隨方向變，可推得這種光源稱為余弦輻射體余弦輻射體[返回本章要點(diǎn)]63光傳播過(guò)程中光學(xué)量的變化規(guī)律光傳播過(guò)程中光學(xué)量的變化規(guī)律一、點(diǎn)光源照明距離