表征辐射量随波长的分布特性； 是辐射量随波长的变化率。
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光谱辐射量
X () dX d
光谱辐射能
Qe
()
dQe
d
光谱辐射通量（功率）
e
()
d e
d
光谱辐射强度 光谱辐射亮度 光谱辐出度 光谱辐照度
Ie
()
dIe
d
Le
()
dLe
d
M e ()
dM e
d
Ee
()
dEe
d
Pe
()
dPe
d
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表征物体材料性质的辐射量
定义： 吸收率 P
Pi
反射率 P
Pi
透过率 P
Pi
则 α+ρ+τ = 1
Pi（入射功率） Pρ（反射功率）
材料 Pα（吸收功率ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Pτ（透过功率）
说明：α、ρ、τ的值均与材料的性质及表面状态有关；
α、ρ、τ的值是入射波长λ、物体温度 T 的函数
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辐射度学与光度学的概念
辐射度学 研究电磁波辐射能量的测试和计量的一门科学 辐射度量 用能量单位定量描述电磁波辐射的客观物理量 光度学 研究可见光能量的测试和计量的一门科学 光度量 人眼接收的光辐射所引起的视觉刺激大小的度量
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辐射度学与光度学的异同点
相同点 辐射度量和光度量都是用来定量描述辐射能量大 小的，两者在研究方法和概念上基本相同，它们 的基本物理量也是一一对应的。
光度量中的几个单位
发光强度的单位 坎德拉（cd），它是国际单位制中七个基本
单位之一 光通量的单位
流明（lm），它是发光强度为1cd的均匀点光 源在单位立体角（1sr）内发射的光通量 光照度的单位
勒克斯（lx），它相当于 l lm的光通量均匀地 照射在 l m2面积上所产生的光照度
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单位时间内发射、传输或接收的辐射能，单 位为W（瓦），1W = 1J/s（焦耳每秒）
Фe = dQe /dt
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辐射度学的基本辐射量（2）
辐射出射度（辐出度）Me
辐射源单位面积向半球空间（2π立体角）发 射的辐射通量，单位为W/m2（瓦每平方米）
Me
de dS
辐照度 Ee
接收面单位面积上接收的辐射通量，单位为W/m2
不同点 辐射度量：适用于所有电磁波辐射波段，客观量 光度量：仅适用于可见光波段，客观量＋主观量
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辐射度学的基本辐射量（1）
辐射能 Qe 以辐射的形式发射、传输或接收的能量，单
位为 J（焦耳） 当辐射能被其它物质吸收时，可以转变为其
它形式的能量，如热能、电能等。 辐射通量Фe（辐射功率 Pe ）
距离平方反比定律
点源在接收面上产生的照度
I
Ex
d
dA
I
d dA
I
dA cos
l2
dA
I cos
l2
dΩ n
lθ
x
dA
A
面源在接收面上产生的照度？《教材》P37 图2-8
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朗伯余弦定律（1）
朗伯辐射体：辐射亮度与辐射方向无关
（漫反射体） Lθ = L0 = L
I I0
dAcos dA
I I0 cos
L L
LL dA
L L
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I0
Iθ
θ
dA
朗伯余弦定律（2）
M L cos d L cos d
d
dS r2
rd d r sin
r2
sin
d d
2
M L0
d 2 sin cos d L 0
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例题
如图所示，点源 S1、S2、S3 的辐射强度均为 I ，
辐射能
Qe
辐射通量 e
辐照度
Ee
辐出度
Me
辐射强度 Ie
辐射亮度 Le
J W Wm-2 Wm-2 Wsr-1 Wm-2sr-1
光能
Q
lms
光通量
lm
光照度
E
lx（lmm-2）
光出射度 M
lmm-2
发光强度 I
cd（lmsr-1）
光亮度
L nt（cdm-2、 lmm-2 sr-1 ）
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e Ie
e 4Ie
d
d
Ie (, )
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辐射度学的基本辐射量（4）
辐射亮度 Le 辐射源单位表观面积向单位立体角内发射的
辐射通量，单位为W/sr·m2（瓦每球面度平方米）
Le
dIe
dS cos
d 2e
ddS cos
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光谱辐射量
辐射源发射的能量往往是由很多波长 的辐射所组成的，我们更关心能量的光谱 分布。 光谱辐射量（辐射量的光谱密度） 含义：单位波长间隔内的辐射量；
Ee
d e dS
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辐射度学的基本辐射量（3）
辐射强度 Ie 点源向空间某一方向、单位立体角内发
射的辐射通量，单位为W/sr（瓦每球面度）
Ie
de d
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各向同性点辐射源 在有限立体角Ω内： 在全球空间： 各向异性点辐射源 在全球空间：
e Ie (, )d
2
0 d 0 Ie (, )sin d
光的概念
电磁波谱 ⒈高频区：宇宙射线、γ 射线、x 射线 ⒉长波区：长电振荡、无线电波、微波 ⒊光谱区：紫外线、可见光、红外线 【广义】“光”是指光辐射，波长：0.01～1000 m 【狭义】“光”仅指可见光，波长：0.38～0.78 m 波粒二象性 波动性：λ·ν= c （λ′·ν=υ） 粒子性： E = hν P = hν/ c = h /λ
距 x 点的距离均为 d ，求 x 点的照度？
Ex E1 E2 E3
I cos I
d2 d2 0
I d2
1
cos
S3
S2 S1
θ
x
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作业题
1. 求光辐射的频率范围？ 2. 波长为1μm的一个光子能量具有多少 eV ? 3. 一只白炽灯，假设各向发光均匀，悬挂在离地
面1.5m的高处，用照度计测得正下方地面上的 照度为30lx，求该灯的光通量？ 4. 一支氦氖激光器发出的激光束光通量为0.36lm， 该激光束的平面发散角为1mrad，激光器的放电 毛细管直径为1mm，求该激光束的发光强度、 光亮度和光出射度？ 5. 某曝光计之受光片为一直径为4cm的黑色圆形金 属板，中心最大辐照度为5W/cm2，边沿最小辐 照度为1W/cm2，从中心到边沿，辐照度按直线 规律变化，求照射在受光片上的辐射通量和平 均辐照度？
举例说明
光谱辐射通量
e ()
d e
d
含义：辐射源发出的在波长 λ处的单位波长间隔 内的辐射通量 单位为W/μm
单色辐射通量
de e d
W
波段辐射通量
e 1 2
2 1
e
(
)d
W
总辐射通量
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W
辐射度量与光度量的对照表
辐射度量 符 号 单 位
光度量 符号
单位