光辐射与光源 (2)精选PPT.ppt
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1、关于光辐射与光源(2)第1页,讲稿共40张,创作于星期日辐射强度Iep辐射强度定义为点辐射源在给定方向上单位立体角内的辐射能量,单位为W/sr(瓦每球面度)。第2页,讲稿共40张,创作于星期日辐射照度Eep辐射照度为投射在单位面积上的辐射通量,单位为W/m2(瓦每平方米)。辐射出射度Mep辐射出射度为扩展辐射源单位面积辐射的通量,单位为W/m2(瓦每平方米)。第3页,讲稿共40张,创作于星期日辐射亮度Lep辐射亮度定义为扩展源表面一点处的面元在给定方向上单位立体角、单位投影面积内发出的辐射通量,单位为W/srm2(瓦每球面度平方米)。第4页,讲稿共40张,创作于星期日光谱辐射量p光谱辐射通量e
2、():辐射源发出的光在波长处的单位波长间隔内的辐射通量,单位为W/m(瓦每微米)。第5页,讲稿共40张,创作于星期日光谱光视效率p人眼对各种波长光的平均相对灵敏度,称之为“标准光度观察者”光谱光视效率,或称为视见函数V()。第6页,讲稿共40张,创作于星期日光度的基本物理量第7页,讲稿共40张,创作于星期日辐射本领M(,T)p辐射本领是辐射体表面在单位波长间隔单位面积内所有辐射的通量,单位为W/mm2(瓦每微米平方米)。吸收率(,T)p吸收率是在波长到d间隔内被物体吸收的通量和入射通量之比。第8页,讲稿共40张,创作于星期日绝对黑体p绝对黑体是一种完全的温度辐射体,定义为吸收率(,T)=1的物
3、体为绝对物体。物体的发射率(,T)p发射率定义为物体的辐射本领M(,T)与绝对黑体辐射本领Mb(,T)之比。第9页,讲稿共40张,创作于星期日基尔霍夫定律p在任一给定温度的热平衡条件下,任何物体的辐射发射本领M(,T)和吸收率(,T)的比值与物体的性质无关,只是波长和温度T的普适函数,且恒等于同温度下绝对黑体的辐射本领。第10页,讲稿共40张,创作于星期日兰伯特定律p若面积元dF在法线方向的辐射亮度为LN,则它在高低角的方向上得辐射亮度L为第11页,讲稿共40张,创作于星期日距离平方反比定律p点光源在传输方向上某点的辐照度和该点到点光源的距离平方成反比。第12页,讲稿共40张,创作于星期日亮度
4、守恒定律p在光束传输路径上任取两个面元1和2,面积分别为dA1和dA2,当光辐射能在传输介质中没有损失时,表面2的辐射亮度与表面1的辐射亮度相等。第13页,讲稿共40张,创作于星期日普朗克定律p黑体光谱辐射出射度与波长、绝对温度之间的关系式。第14页,讲稿共40张,创作于星期日维恩位移定律p黑体的光谱辐射出射度的峰值与绝对温度的五次方成正比。第15页,讲稿共40张,创作于星期日斯忒藩波尔兹曼定律p温度为T的黑体在单位面积上向半球空间辐射处的总功率与绝对温度的四次方成正比。第16页,讲稿共40张,创作于星期日辐射效率p在给定12波长范围内,某一光源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比
5、。发光效率p对于可见光范围,某一光源的发光效率与上述辐射效率相对应。第17页,讲稿共40张,创作于星期日常用光源的发光效率光源种类光源种类发光效率发光效率(lm/W)光源种类光源种类发光效率发光效率(lm/W)普通钨丝灯普通钨丝灯818高压汞灯高压汞灯3040卤钨灯卤钨灯1430高压钠灯高压钠灯90100普通荧光灯普通荧光灯3560球形氙灯球形氙灯3040三基色荧光灯三基色荧光灯5590金属卤化物灯金属卤化物灯6080表表1-3 1-3 常见光源的发光效率常见光源的发光效率第18页,讲稿共40张,创作于星期日光谱功率分布p光功率分布描述不同光源在不同光谱上辐射出不同的光谱功率。p相对光谱功率分
6、布:归一化后的光谱分布。第19页,讲稿共40张,创作于星期日空间光强分布p若空间某一截面上,自原点向各径向取矢量,矢量长度与该方向的发光强度成正比。将各矢量的端点连起来,即配光曲线。a.a.选择照明方向选择照明方向 b.b.使用背光罩使用背光罩第20页,讲稿共40张,创作于星期日光源的色温p分布温度:辐射源在某一波长范围内辐射的相对光谱功率分布,与黑体在某一温度下辐射的相对光谱功率分布一致,该黑体的温度就称为该辐射源的分布温度。p色温:辐射源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光的颜色相同,则黑体的这一温度称为该辐射源的色温。第21页,讲稿共40张,创作于星期日光源的色温p相关色温:在均匀色度图
7、中,如果光源的色坐标点与某一温度下的黑体辐射的色坐标点最接近,则该黑体的温度称为该光源的相关色温。第22页,讲稿共40张,创作于星期日光源的颜色p色表:用眼睛直接观察光源时所看到的颜色称为色表。p显色性:当用光源照射物体时,物体呈现的颜色(也就是物体反射光在人眼内产生的颜色感觉)与该物体在完全辐射照射下所呈现的颜色一致性。第23页,讲稿共40张,创作于星期日对人工光源的要求p原则:光源发光的光谱特性必须满足检测系统的需要。p光源与光电探测器之间光谱匹配系数,描述光谱特性之间的一致性。第24页,讲稿共40张,创作于星期日对人工光源的要求p对光源发光强度的要求:在系统设计时,必须对探测器所需获得的
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