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第五章辐射度学与光度学基础 §5.1 辐射度学与光度学中基本量 光是具有能量的 激光焊接，激光致盲，太阳能热水器 一个1000瓦二氧化碳激光器可以在一块钢板上打孔 光学系统是能量传输系统 前面几章研究了光学系统的成像问题，只 是研究了能量的传播方向，本章解决能量 的数量问题 波长为400~760nm范围内的电磁波称为“可见光” 可见光是能对人眼的视觉形成刺激并能被人感受 的电磁辐射 描述电磁波辐射的量称为辐射量 按照视觉响应原则建立的表征可见光的量称为光 学量 可见光可用辐射量和光学两种量值系统来度量 1. 立体角 发光体都是在它周围一定空间内辐射能量 的，是立体空间问题 定义：一个任意形状的封闭锥面所包含的空间 计算公式：d Ω=ds/r2 Ω 以锥体顶点为 球心，任意r为半径 作一球面，此锥体 S 在球面上的截面为 r S，则立体角表示为 O S Ω 2 r 立体角单位：以锥顶为球心，以r为半径作 立体角单位：以锥顶为球心，以r为半径作 一圆球，若锥面在原球上所截出的面积等于 一圆球，若锥面在原球上所截出的面积等于 2 2 r ，则该立体角为一个 “球面度” （sr）。 r ，则该立体角为一个 “球面度” （sr）。 2 整个球面的面积为4 πr2, 对于整个空间有 整个球面的面积为4 πr , 对于整个空间有 4πr2 Ω 4π 2 r 即整个空间等于4 π球面度 即整个空间等于4 π球面度 立体角是平面角向三维空间的推广。在二维空间， 2π角度覆盖整个单位圆。在三维空间， 4π的球面 度立体角覆盖整个单位球面 假定一个圆锥面的半顶角为 α, 2 α 该圆锥所包含的立体角为 4πsin 2 α较小时，Ω πα2 以r为半径做一圆球，假定在圆球上取一个dα 对应的环带，则环带的宽度为rd α,环带半径为 rsin α,而环带的总面积为ds=rd α·2 πrsin α 2 对应的立体角为d Ω=ds/r =2 πsin αd α 2.辐射度学中的基本量 辐射能 辐射通量 辐射强度 辐出射度 辐照度 辐亮度 U Φ I M E L e e e e e 光能量 光通量 发光强度 光出射度 光照度