光能及其計算

1、光有能，入瞳出瞳就是限制能量的。對能的討論本不是應(yīng)用光學(xué)的范疇，但要設(shè)計儀器，不又能不了解一些起碼的問題，否則所設(shè)計的儀器可能是無用的，因為不能傳遞足夠的能量。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[返回本章要點返回本章要點]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)單位時間內(nèi)通過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，即對不同光譜范圍有不同的靈敏度。如人眼，λ=400～760nm為可見光。在這個范圍內(nèi)，人眼能比較光譜波長及能量大小。但各種波長的光引起人眼感覺、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（視見函數(shù)）（視見函數(shù)）[返回本章要點]人眼對λ=555nm的黃光最靈敏，定λ420510555

3、610700Vλ0.0040.51.00.50.004這里Kλ表示：對單位波長（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）任意波長的K——表示1W該波長的光所相當(dāng)?shù)牧髅鲾?shù)，為絕對靈敏度。對其它波長有Vλ表征人眼的光譜靈敏度人眼的相對靈敏度稱光譜光視效率或視見函數(shù)人眼的相對靈敏度稱光譜光視效率或視見函數(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]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?。?.與方向有關(guān)，當(dāng)i=0即垂直照明時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]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)光強度為1cd時的亮度為1nt。1nt=1cdm2某些光源，L不隨方向變，此時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]63光傳播過程中光學(xué)量的變化規(guī)律光傳播過程中光學(xué)量的變化規(guī)律一、點光源照明距離