第6章 光照度的计算.pptVIP

第6章光照度的计算第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日一、被直接照明的物面光照度微小面积ds上所获得的光通量为 dΦ=I?dΩ由立体角定义得dΩ=cosi?ds/r2于是有dΦ=I?cosi?ds/r2ONOdsirdΩ第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日光照度的余弦定律将上述结果代入（6-11）式，即得E=dΦ/ds=I*cosi/r2 光照度的距离平方反比定律：微面积的光照度与点光源的发光强度成正比，与微面积的法线与照明光束轴线的夹角i余弦成正比，且与光源到该面积的距离平方成反比。第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日光照度的计算E=I*cosi/r2ONOdsir第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日光照度的余弦定律垂直照明时，称为照度的距离平方反比定律： E=I/r2注意：这里距离r的单位为米。第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日光照度的比较测量I1*cosi/r12 I2*cosi/r22I1/r12=I2/r22第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日二、光学系统中像平面的光照度设物体为余弦辐射体，物和像面光亮度分别为L、L?入瞳出瞳第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日光学系统中像平面的光照度通过对入瞳面积分的方法，可求得像面中心微面积在孔径角为U?的立体角范围内所接受的光通量为 ??=?L?ds?sin2U?于是，像面中心微小面积上的光照度为 Eo?=??/ds?=?L?sin2U? 第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日光学系统中像平面的光照度光学系统处于同一介质中时，物、像面的光亮度传递关系有 L?=kL于是，像面中心微小面积上的光照度为 Eo?=?kLsin2U? 此式表明，当物面亮度一定时，像面光照度与孔径角的正弦平方成正比。第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日像面光照度与视场的关系-lω′A′U′Aω′D′-?Uω′Eω′Eο′-lο′第10页，共31页，星期日，2025年，2月5日像面光照度与视场的关系轴外像点A??的光照度： E??=?kLsin2U?? 当U??不大时，有 cos???D?/2D?/2 sinU???tgU??= = cos2?? lo?/cos??lo? =tgU??cos2???sinU??cos2??第11页，共31页，星期日，2025年，2月5日像面光照度与视场的关系 E??=?kLsin2U??cos4?? =Eo?cos4??此式表明，轴外像点的光照度随视场角增加按cos4??的规律迅速降低。??0?10?20?30?40?50?E??/Eo?10.9410.7800.5630.3440.171第12页，共31页，星期日，2025年，2月5日光学系统中的光能损失计算一、透射面的反射损失二、镀金属层反射面的吸收损失三、光学材料的吸收损失第13页，共31页，星期日，2025年，2月5日一、透射面的光能损失由物理光学可知，当光线垂直或接近垂直入射两介质的抛光界面时，其反射率为 (n?–n)2 ρ= (n?+n)2此式表明，界面两边介质的折射率差越大，反射率ρ也越大。第14页，共31页，星期日，2025年，2月5日光学玻璃表面的反射光能损失例：折射率为1.5的玻璃与空气交接面上的反射损失达到了4%。100%4%92%nn?第15页，共31页，星期日，2025年，2月5日透射面的反射损失对于一个已知反射率的透射面，其透过率为 ?1=(1–ρ)若光学系统有K1个透射面，且只考虑反射损失，则其总透过率为 ?1=(1–ρ)K1第16页，共31页，星期日，2025年，2月5日100500directflow=92(100-4-4)r=4%r=4%reflex=20(500X4%)透射面反射损失产生的不利影响第17页，共31页，星期日，2025年，2