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§4.7光度學概要--光能量的傳播1、定義：單位時間、單位面積元上輻射的所有波長的能量。即：光源表面上單位面積的輻射功率。2、意義：描述光源發射輻射的能力。4、分佈函數一、輻射通量定義：單位時間、單位面積元在某波長附近單位波長間隔內輻射的能量。意義：描述不同波長的光波在輻射通量中所占的比例。5、與的關係：單位：3、單位：人眼對不同波長（或顏色）的光波具有不同的敏感程度，即使接收到相同的輻射通量，不同波長的光給人眼的感覺也不一樣。如正常人眼對黃綠光最敏感，紅光和紫光較差，而對紅外和紫外載無反應。在引起相同視覺的情況下，若所需某單色的輻射通量越小，則說明人眼對該光敏感度越高；反之，越低。為描述這一敏感度，引入視見函數。二、視見函數1、定義：人眼對各種單色光的平均敏感度。2、意義：描述在輻射通量相同的情況下，人的眼睛對各種不同波長的輻射產生的主觀感覺。3、實驗曲線：人眼對波長為555nm的黃綠光最敏感，光度學中規定其視見函數為1，則視見函數的實驗曲線如下圖示：4005006007901700暗視覺555明視覺三、光通量1、定義：輻射通量與視見函數的乘積。2、意義：描述客觀輻射通量在人的眼睛中引起的主觀視覺強度。3、單位：流明（lm）四、發光強度1、定義：點光源在單位立體角內發出的光通量。2、意義：描述光源發出的光通量在空間一定範圍內的分佈值。3、單位：坎德拉通常隨方向而異。當不隨方向變化時，發光物體稱均勻發光體。一般均假設點光源表徵的物體為均勻發光體，故點光源輻射的光通量：五、照度1、定義：入射在受照物體單位面積上的光通量。2、意義：描述受照物體被照明的程度。3、單位：勒克斯4、點光源的照度：輻透：六、亮度1、定義：單位面積的發光表面，在其法線方向單位立體角內發出的光通量。2、意義：描述發光表面發光能力的強弱。3、單位：熙提4、朗伯光源：七、三原色原理將紅、綠、藍三種色光按不同的光通量比例混合發出時，可以讓人眼感受到自然界絕大多數顏色的光。§4.8物鏡的聚光本領在光學儀器中，目鏡的作用主要是將物鏡所成的像的視角放大；而物鏡除了承擔將物放大之外，還要承擔校正像差和增大像面照度的任務。所以，光學儀器的聚光本領是針對物鏡而言的。一、定義描述物鏡聚集光通量能力的物理量，稱為物鏡的聚光本領。它通過像面的照度來度量。顯而易見：光學儀器入瞳面積越大，能夠進入物鏡的光通量就越多，像面照度就越大，物鏡的聚光本領就越強。二、光源在較近距離時的聚光本領數值孔徑dsABCD?d?Ruu1du1d?1設：光具組的入瞳（園形，ABCD）大小一定。ds為垂直於主軸的近軸物面積元，它在物方折射率為n的介質中的亮度為L

光學儀器的基本原理§4.0概述一、光學儀器及分類1、定義：多種光學元件按一定的要求組成的系統。2、分類：按性能：顯微鏡、望遠鏡、照像機和分光鏡按成像性質：成實像的光學儀器。如照像機、幻燈機、電影放映機、投影儀等。成虛像的光學儀器—助視儀器。如放大鏡、顯微鏡、望遠鏡。二、理論基礎主要：幾何光學基本原理。其他：衍射理論、加工工藝學、材料科學等。三、實際光學儀器1、理想成像的要求：近軸：近軸物點、近軸光線單色：物體所發光線是單色的實際光學儀器情況：非近軸和複色光。會造成如下矛盾：2、兩大矛盾①像的清晰度與像場能量聚集程度的矛盾幾何光學觀點：必須滿足單色、近軸條件∵複色→色差非近軸→象差能量觀點：不宜限於近軸區域。要得明亮像，必須使進入光學儀器的光束儘量寬。②成像清晰度與細節分辨程度的矛盾波動光學觀點：光線越近軸→光束受限越緊→衍射越明顯→像的清晰度越低幾何光學觀點：減小象差→滿足近軸條件∴像的清晰度與像面亮度、分辨本領不能同時兼得，而矛盾不可避免。因而，實際光學儀器要根據用途，權衡輕重，有針對性地進行設計製造。§4.1人眼