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文档介绍

文档介绍:光度与辐射度基础
辐射度学与光度学基本知识
光既然是一种传播着的能量,如何度量和定量研究
光度学与辐射度学:对光能进行定量研究的科 学.
光 度 学——只限于可见光范围,包含人眼特性。
辐射度学——规律适用于从紫外到红外波段(光能的大小是客观的).有些规律适用于整个电磁波谱。
红外物理就是从光是一种能量出发,定量地讨 论光的计算和测量问题(当然不只是可见光).
辐射度学与光度学基本知识
§2-1 描述辐射场的基本物理量
一、立体角:
在光辐射测量中,常用的几何量就是立体角。立体角涉及到的是空间问题。任一光源发射的光能量都是辐射在它周围的一定空间内。因此,在进行有关光辐射的讨论和计算时,也将是一个立体空间问题。与平面角度相似,我们可把整个空间以某一点为中心划分成若干立体角。
辐射度学与光度学基本知识
定义:一个任意形状椎面所包含的空间称为立体角。 符号:Ω 单位:Sr (球面度)
如图所示,△A是半径为R的球面的一部分,△A的边缘各点对球心O连线所包围的那部分空间叫立体角。
立体角的数值为部分球面面积△A与球半径平方之比,即
辐射度学与光度学基本知识
单位立体角:以O为球心、R为半径作球,若立体角Ω截出的球面部分的面积为R2,则此球面部分所对应的立体角称为一个单位立体角,或一球面度。
对于一个给定顶点O 和一个随意方向的微小面积dS ,它们对应的立体角为
其中θ为dS 与投影面积 dA的夹角,R为O 到dS中心的距离。
辐射度学与光度学基本知识
[例]
1、球面所对应的立体角:根据定义
全球所对应的立体角
(全球所对应的立体角是整个空间,又称为4π空间.)
同理,半球所对应的立体角为2π空间。
当α很小时,可用小平面代替球面,5º以下时误差≤1%。
辐射度学与光度学基本知识

微小面积
则dS对应的立体角为
计算某一个立体角时,在一定范围内积分即可。
辐射度学与光度学基本知识
二、辐射量
通常,把以电磁波形式传播的能量称为辐射能,用Q表示,单位为焦耳。
h是普朗克常数,ν是光的频率,ν与光速c、波长λ之间都是可换算的.
辐射能即可以表示辐射源发出的电磁波的能量,也可以表示被辐射表面接收到的电磁波的能量。
辐射功率以及由它派生出来的几个辐射度学中的物理量,属于基本物理量。它们的量值都可以用专门的红外辐射计在离开辐射源一定的距离上进行测量。所以其他辐射量都是由辐射功率(或称为辐射通量)定义的。
辐射度学与光度学基本知识
辐射通量:单位时间内通过某一面积的光辐射 能量
单位:W(瓦)
Q是辐射能量。Φ与功率意义相同。( :辐射通量与辐射功率P混用)
辐射度学与光度学基本知识
:I
数学描述:若点辐射源在小立体角△Ω内的辐射功率为△Φ,则△Φ与△Ω之比的极限值定义为辐射强度.

单位:W/Sr (瓦/球面度)
物理描述:点辐射源在某一方向上的辐射强度,是指辐射源在包含该方向的单位立体角内所发出的辐射通量。
辐射度学与光度学基本知识