光电技术 (王庆有 著) 电子工业出版社 课后答案.pdf

文档介绍：光电技术第一章参考答案
1 辐射度量与光度量的根本区别是什么?为什么量子流速率的计算公式中不
能出现光度量?
答:为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应,分析光电敏感器件的光
电特性,以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算,常需要对光辐射给出
相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法。根
本区别在于:前者是物理(或客观)的计量方法,称为辐射度量学计量方法或辐
射度参数,它适用于整个电磁辐射谱区,对辐射量进行物理的计量;后者是生理
(或主观)的计量方法,是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计
算,称为光度参数。因为光度参数只适用于 ~ 的可见光谱区域,是对
光强度的主观评价,超过这个谱区,光度参数没有任何意义。而量子流是在整个
电磁辐射,所以量子流速率的计算公式中不能出现光度量。
光源在给定波长λ处,将λ~λ+dλ范围内发射的辐射通量 dΦe,除以该
波长λ的光子能量 hν,就得到光源在λ处每秒发射的光子数,称为光谱量子流
速率。
2 试写出e 、M e 、 e 、Le 等辐射度量参数之间的关系式,说明它们与辐射源的关系。
答:辐(射)能Qe :以辐射形式发射、传播或接收的能量称为辐(射)能,用
符号Qe 表示,其计量单位为焦耳(J)。
辐(射)通量e :在单位时间内,以辐射形式发射、传播或接收的辐(射)能称
为辐(射)通量,以符号e 表示,其计量单位是瓦(W),即
dQ
= e 。
e dt
辐(射)出(射)度M e :对面积为 A 的有限面光源,表面某点处的面元向半球
面空间内发射的辐通量 de 与该面元面积 dA 之比,定义
d
为辐(射)出(射)度 M ,即 M = e 。其计量单
e e dA
位是瓦每平方米[W/m2]。
辐(射)强度:对点光源在给定方向的立体角元 d内发射的辐射通量 d,
课后答案网e e
与该方向立体角元 d之比,定义为点光源在该方向的辐(射)
d
强度,即= e ,辐射强度的计量单位是瓦特每球面
e e d
度(W/sr)。
辐射亮度 Le :光源表面某一点处的面元在给定方向上的辐射强度,除以该面元
在垂直于给定方向平面上的正投影面积,称辐射亮度 Le ,
1
2
dI d e
L = e = ,式中,θ为所给方向与面元法线间
e dAcosdAd cos
的夹角。其计量单位是瓦特每球面度平方米[W/(sr. m2)]。
3 何谓余弦辐射体?余弦辐射体的主要特性有哪些?
答:一般辐射体的辐射强度与空间方向有关。但是有些辐射体的辐射强度在空
间方向上的分布满足
 dIdI ee 0 cos
式中 Ie0 是面元dS 沿其法线方向的辐射强度。符合上式规律的辐射体称为余弦辐
射体或朗伯体。黑体为理想的余弦辐射体。它满足黑体辐射定律:
,其辐射出射度
M e,是黑体温度 T 和波长λ的函数,这就是普朗克辐射定律;
4
—玻尔兹曼定律黑体的总辐射出射度为对M e,积分,得到其为σT ;
。当温
度升高时,峰值光谱辐射出射度所对应的波长向短波长方向移动。
4 试举例说明辐射出射度 Me 与辐射照度 Ee 是两个意义不同的物理量。
答:略。
m 、K 、KW 的意义及区别。
答:K m 为人眼的明视觉最灵敏波长λm 的光度参量对辐射度参量的转换常数,
称为正常人眼的明视觉最大光谱光视效能。其值为 683lm/W。
K 对于所谓辐射对人眼锥状细胞或柱状细胞的刺激程度,是从生理上评价所有
的辐射参量X 与所有的光度参量X 的关系。对于明视觉,刺激程度平衡条件
e, v,
为 X v, m V  XK e,令 K=X v,/ X e,= K m ×V ,称为人眼的明视觉光
L
e,m
谱光视效能。(其中定义V = 为正常人眼的明视觉光谱光视效率。m 等
Le,
于 )
定义一个热辐射体发射的总光通量v 与总辐射通量e 之比,为该辐射体的光视
效能 K,K= K mV ,其中 V 为辐射体的光视效率。在光电信息变换技术领域常
用色温为 2856K课后答案网的标准钨丝灯作为光源,测量硅、锗等光电器件光的电流灵敏
度等特