光学基础-光度量_精品文档Word格式文档下载.doc
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1971年CIE公布的明视觉V(λ)标准值已经经国际计量委员会批准,其V(λ)曲线见图1.3-1。
Km是一比例常数。
对于波长555nm的单色光(V(555)=1),Km等于683m/W。
原先它是根据在一个标准大气压下(101325N/m2)黑体辐射器在铂凝固温度(2042K)明视觉亮度定义为60cd/cm2而得出的,即
则
(lmW-1)
式中Le(λ)(在2042K)可由黑体辐射表查得。
光度量和辐射度量的关系可用图解来求得(图1.3-1)。
图中V(λ)Φe(λ)曲线是V(λ)和Φe(λ)曲线在同一波长处两值的乘积。
纵坐标比例尺为
式中是光通量的比例尺,是辐通量的比例尺。
由此
式中
图1.3-1中,Φe(λ)曲线和Φe(λ)V(λ)曲线与横坐标轴所包容的面积比为
图1.3-1光度量和辐射度量的关系
K的意义是光源发出的辐通量可产生多少能对目视引起刺激的光通量。
比值K叫做光视效能。
它是衡量光源产生视觉效能大小的一个重要指标,量纲是lmW-1。
例如,钨丝白炽灯K=15~20lmW-1,太阳K=100lmW-1,波长为555nm的单色光K=Km=683lmW-1。
这样一个60W的白炽灯,它的光通量约为750~1200lm。
在照明工程中,通常希望光源有高的光视效能,当然还要考虑到光的颜色。
光谱光视效能K(λ)的最大值是Km。
Km叫做最大光谱光视效能。
V叫做光视效率。
它是无量纲的,和光视效能只相差一个常数Km(683lmW-1),表示辐射量被利用来引起光视刺激的效率。
光度量中最基本的单位是发光强度的单位——坎德拉(Candela),记作cd,它是国际单位制中七个基本单位之一。
它的定义是发出频率为540×
1012(对应在空气中555nm的波长)的单色辐射,在给定方向上的发光强度规定为1cd。
用光而不用铂凝固温度来规定,可以摆脱温标和温度测量对光辐射度量和它的测量的影响。
在表1.3-1中,光通量的单位是流明(lm)。
1lm是光强度为1cd的均匀点光源在1sr内发出的光通量。
光度量的其它单位如表1.3-1所示。
表1.3-1基本光度量的名称、符号和定义方程
名称
符号
定义方程
单位
单位符号
光量
Q
流明秒
流明小时
光通量
Q/
流明
发光强度
I
I=dQ/dΩ
坎德拉
(光)亮度
L
L=d2Φ/dΩdAcosθ
=dI/dAcosθ
每平方米
光出射度
M
M=dΦ/dA
流明每平方米
(光)照度
E
E=dΦ/dA
勒克斯(流明每平方米)
()
光视效能
K
K=Φv/Φe
流明每瓦(特)
光视效率
V
V=K/Km
Km为最大光谱光视效能
-
表中Φv是光通量,Φe是辐通量.
表1.3-2常见物体的亮度
光源名称
亮度(尼提)
地球上看到的太阳
1.5×
109
地球大气层外看到的太阳
1.9×
普通碳弧的喷头口
108
超高压球状水银灯
1.2×
钨丝白炽灯
(0.5-1.5)×
107
乙炔焰
8×
104
太阳照射下的洁净雪面
3×
距太阳75º
角的晴朗天空
0.15×