第五章 辐射度学和 与光度学基础 应用光学.pptVIP

第五章 辐射度学与光度学基础;作业： 1.有两薄透镜L1和L2的口径分别为6cm和4cm, ,在L1和L2距L2为2cm处有一直径为6cm的小孔光阑，物点位于L1前方12cm处，求孔径光阑、入射瞳孔、出瞳的位置及大小 2.(选作)两个薄透镜L1、L2的孔径为4.0cm，L1为凹透镜，L2为凸透镜，它们的焦距分别为8cm和6cm，镜间距离为3cm，光线平行于光轴入射。求系统的孔径光阑、入瞳和出瞳及视场光阑 3.照相物镜 ，对2m远处目标照相，假定底片上像点弥散斑直径小于0.05mm仍可认为成像清晰，问物空间能清晰成像的最远、最近距离各位多少？;4.人工照明下阅读时，纸面光亮度应大于10cd/m2,假定白纸的漫反射系数为0.75，用60w充气钨丝灯照明，光视效能为15lm/w,求当灯泡离纸面距离不大于多少时，才能产生所要求的光亮度（假定纸面与照射光线方向垂直）？ 5.面积为1cm2的单面发光圆盘是一个朗伯光源，光亮度为1500lm/(m2·sr),求 ①最大发光强度I0，与发光面法线30度角方向上的发光强度I30 ②圆盘发出的总光通量及光出射度;§5.1 辐射度学与光度学中基本量;可见光是波长在400nm-760nm范围内的电磁辐射，是能对人的视觉形成刺激，并被能被人感受到的电磁辐射，按视觉响应原则建立的表征可见光的量为光学量 描述电磁辐射的物理量为辐射量，也可描述可见光 可见光可用辐射量和光学量两种量值系统来度量 ;3.视见函数;视见函数V（λ）： 表示人眼对不同波长辐射的敏感度差别 人眼视觉系统决定的 明视觉视见函数，暗视觉视见函数 规定V（555）＝1，555nm人眼最灵敏的波长 V（ λ ）＝I（ λ ）/I(555) 光学量与辐射量间的关系 d Φ =Km·dΦe·Vλ ;;4.光度学中的基本量;发光效率（光视效能） η＝光源的光通量/该光源的耗电功率，表示发光体的发光特性 流明/瓦，辐射体每消耗1瓦电功率所发出的光通量 例：100瓦钨丝灯，光通量为1500流明，则η＝15lm/w 40瓦荧光灯，光通量为2000流明，则η＝50lm/w 光强度－光源在各个方向上的发光特性 I＝dΦ/dΩ ，点光源沿某一给定方向上在单位立体角内发出的光通量 单位：坎德拉 Cd，1cd=1lm/sr，国际单位制中七个基本单位之一，光度学中其它单位都是导出单位 ;光出射度－光源上不同位置的发光特性 用单位面积所发射的光通量描写光源上某点的发光本领 M＝dΦ/ds，面光源上A附近的面积元ds辐射的光通量 单位：勒克斯，1lx=1lm/m2;光照度－被照表面不同位置的收光特性 单位面积上接收到的光通量大小 E＝dΦ′/ds ′ 单位：勒克斯，1lx=1lm/m2 ;光亮度－发光表面不同位置和不同方向的发光特性 L＝I/dsn=I/（ds·cosθ） L＝I/dsn=dΦ/（ds·cosθ·dΩ） 发光面上单位投影面积在单 位立体角内发出的光通量 单位：坎德拉/米2, cd/m2， 熙提（st）, 1st = 1cd/cm2 ;例： He-Ne激光器：Pλ＝10mw, λ=632.8nm, Vλ=0.24, d=1mm,θ=1mSr(毫弧度)，求L dΦ=683VλdΦe=683×0.24×10×10-3=1.6152流明 d Ω=πθ2=3.14× (10-3)2 L=dΦ/（ds·dΩ)=6.553×107st L太阳＝1.5×105st LHe-Ne=440L太阳 “勿对着眼睛照射” “激光致盲武器”;§5.2朗伯余弦定律及朗伯源;余弦辐射体的光出射度M与光亮度L的关系;本身并不发光，受发光体光照射经投射或反射形成的余弦辐射体，称做漫透射体和漫反射体 漫反射体称做朗伯散射表面或全扩散表面;§5.3光照度计算;光源大小与距离l比较起来不大的情况，适用 单位：cd,m,lx;cd,cm,ph 测量光源的发光强度 光照度计;面光源的光照度 dAs光源的发光面积，光源亮度L，在距离为r的dA平面上形成的光照度E;§5.4 光学系统中光束的光亮度;假定A1A2直线为均匀透明介质中的一条光线 讨论：直线上任意两点A1和A2在光线前进方向上的L1和L2之间的关系;dS1输入到dS2内的光通量为dΦ1 从dS2射出的dΦ2 若不考虑光能损失 ;dA位于n1介质内。入射光束的光亮