第1.3.1节.ppt

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。 设：点辐射源的辐射强度为I;光源到被照表面P点的距离为d （P点为小面元dA）;小面元dA的法线与到辐射源之间的夹角为θ， 求：点辐射源在P点产生的照度。 由辐射强度的定义知 由立体角的定义 则 由照度的定义 如θ=0（垂直照射），则 此乃距离平方反比定律，是描述点辐射源在某点产生的照度的规律。 【例2】一白炽灯输出的额定光通量是1250 lm,假设光源向四周均匀辐射，求灯下2 m处的照度值。 【解】根据式E=Φ/S，得 　　E=Φ/S=1250/(4π×22)=24.9(lx) 　　故灯下2 m处的照度是24.9 lx。 例2：将标准钨丝灯为黑体时(标准钨丝灯温度为TW=2856K)，试计算它的峰值辐射波长，峰值光谱总辐射出射度。 解：标准钨丝灯温度为TW=2856K，因此它的峰值辐射波长为 例3：若可以将人体作为黑体，正常人体温的为36.5℃，（1）试计算正常人体所发出的辐射出射度为多少W/m2？（2）正常人体的峰值辐射波长为多少μm？峰值光谱辐射出射度Me,s,λm为多少？（3）人体发烧到38℃时峰值辐射波长为多少？发烧时的峰值光谱辐射出射度Me,s,λm又为多少？ 解 （1）人体正常体的绝对温度为T=36.5+273=309.5K，根据斯特藩-波尔兹曼辐射定律，正常人体所发出的辐射出射度为 * * * UP DOWN BACK * *页 lx Ev=dΦv/dA Ev (光)照度 W/m2 Ee=dΦe/dA Ee 辐射照度 cd/m2 Lv=dIv/(dScosθ) Lv (光)亮度 W/m2·sr Le=dIe/(dScosθ) Le 辐射亮度 cd IV=dΦV/dΩ 基本量 Iv 发光强度 W/sr Ie=dΦe/dΩ Ie 辐射强度 lm/m2 Mv=dΦv/dS Mv 光出射度 W/m2 Me=dΦe/dS Me 辐射出射度 lm Φv =CVλΦe Φv 光通量 W ?e＝dQe/dt 基本量 Φe 辐射通量 lm·s Qv=∫Φvdt Qv 光量 J Qe 辐射能 单位 定义式 符号 名称 单位 定义式 符号 名称 对应的光度量 辐射度物理量 三、辐射度学和光度学基本定律 1、余弦定律 　　　　　　dΩ 　 dA 　　 　　　　　　　　　　　　　　 　Ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　dΩ 　 dA I→l方向的光强 Eθ→以倾角为θ的光线斜射到dA表面的照度 结论2：I不变时，任一表面上的辐射照度随该表面法线和辐射能传输方向之间夹角的余弦成正比：光线倾角θ↑→E↓ 结论1：照度与距离r之间的平方反比定律。仅当光源极小或极远时，平方反比定律才能成立，这时才能把辐射源看作点源。 2、距离平方反比定律 3、朗伯余弦定律 漫辐射源：辐射亮度L与方向无关的辐射源。(太阳、荧光屏等) 举例：很光滑的反射（镜）面，当有一束光入射其上时，具有很好的（反射）方向性；表面粗糙的反射器，在很大的空间内都有反射，没有强弱之分。 3、朗伯余弦定律 漫辐射源：辐射亮度L与方向无关的辐射源。(太阳、荧光屏等) 朗伯余弦定律；理想漫反射源单位表面积向空间指定方向单位立体角内发射（或反射）的辐射强度（功率）和该指定方向与表面法线夹角的余弦成正比。 这就是朗伯余弦定律。具有这种特性的发射体（或反射体）称为余弦发射体（或余弦反射体）。 在θ方向上： 在法线方向上 如发光面或漫射面的亮度不随方向而改变，则有: 故 朗伯源：一个理想化的扩展源，称之为朗伯源。朗伯源的亮度不随方向而改变，又称为余弦辐射体。 3、朗伯余弦定律 朗伯表面的余弦定律 朗伯辐射表面在某方向上的辐射强度随与该方向和表面法线之间夹角的余弦而变化。 如果以代表法线方向上的辐射强度值的线段为直径作一与表面dA相切的球，那么由表面dA的中心向某θ角方向所作的到球面交点的矢量长度，就表示该方向的辐射强度的大小。 3、朗伯余弦定律（辐射出射度与辐射亮度关系） 一个面积为dS的朗伯源，在立体角Ω内辐射