1.光度学基本概念
光度学基本概念
发布于:2009-9-7
1辐射通量
研究电磁波辐射的测试、计量和计算的学科称为''辐射度学〃。

单位时间内通过某一截面的辐射能即为辐射通量，又称辐射功率（①。

，单位为瓦。

其中波长为人的辐射通量①」㈤与人值有关，总的辐射能量可以用下式计算：
2光视效率函数
人眼能响应的可见光部分只是电磁辐射的一小段（380nm〜780nm）,而人们最关心的也是这段的辐射带给人眼的''明亮"和"颜色"的感觉。

然而，各个波长的光给人眼带来的''明亮〃的感觉并不一致，而且这种视觉反应因个体的差异而有所不同。

为了统一度量便于科学、工业等的交流,CIE（国际照明委员会）在大量心理学、物理学实验的基础上，总结出了光视效率函数。

图1.1是明视觉下的相对光视效率函数曲线，以VS）表示，该曲线中，555nm 即黄绿色时的光视效率最高，记为1。

在中间视觉和暗视觉下，相对光是效率函数曲线左移。

图1： CIE 明视觉光视效率（v （A ））曲线
研究光的测试、计量和计算的学科成为''光度学〃，它以人眼与电磁辐射的交互作用为基础，所量测的不是纯粹的 物理量，而是一种心理物理量。

3光通量
光通量①是辐射通量以光谱光视函数V （入）为权重因子的对应量。

设波长为人的光的辐射通量为①e （入）。

则 对应波长的光通量为:
式中Km 为比例系数，是波长为555nm 的光谱光视效率，也叫最大光谱光视效率，由①e 和①的单位决定。

光通量的SI 单位为流明，Km = 683流明/瓦。

复色光的光通量是对所有波长的光通量求和:
r 79：i
『用0
我飞户㈤血二双％肛救力⑪血（3） 4发光强度
发光强度表示在指定方向上光源发光的强弱，它可用点光源在单位立体角中发出的光通量的数值来量度，可 表达为:
(4)
以㈤二心孙巳⑷ （2）
式中dQ是点光源在某一方向上所张的立体角元。

图2:光强示意图
一般来说，发光强度随方向而异，用极坐标(e,中)来描写选定的方向时，i(e,中)表示沿该方向的发光强度。

在国际单位制中，发光强度的单位为坎德拉(Candela),单位代号：坎(cd)。

值得指出的是，在国际单位制中，发光强度的单位是国际单位制中七个基本单位之一，光度学中其它单位均为导出单位。

5照度
照度是表征受照面被照明程度的物理量，它可用落在受照物体单位面积上的光通量数值来量度，如果照射在物体面元dA上的光通量为d①，则照度E可表达为：
F二丝
((5) 照度的单位称为勒克斯(lux),单位代号：勒(lx)。

下辛
r
mu
上X片明曲
图3照度示意图
对点光源来说d①=IdQ ，因而照度为：
Id0A 1 cos a
h - ------ = ------- --
(((6)
式中R为点光源距受光物体元面积dA中心的距离。

由此可见，点光源所造成的照度反比于光源到受照面的距离的平方，而正比于光束的轴线方向与受照面法线间夹角a的余弦。

此即在光度量测中十分重要的照度平方反比定律。

6亮度
单位表面上在某一方向的光强密度，它等于该方向上的发光强度和此表面在该方向上的投影面积之比。

即被视物体在视线方向单位投影面积上的发光强度。

图4:亮度示意图
(7)
式中dA为被视物体的面积元，e为面元法线与观察方向间的夹角，dQ是面元在某一方向上所张的立体角元,d2①是面元在观察方向的立体角元内的光通量，dI是面元观察方向的发光强度。

光亮度的SI单位为坎德拉每平方米。

2.色度学基本概念。