文档介绍：关于辐射度学与光度学基础 (2)
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光电探测：本质上说，就是要定量地测量
光辐射的强度。
首先要解决光辐射的描述问题
红外
紫外
可见光
10
15
6
18
21
9
12
10
10
10
10
10
10
10
3
24
f/Hz
X射线
Γ射线
近红外
远红外
电磁波
辐射度学与光度学
可见光
红外
紫外
可见光
照明
显示
与人的眼睛有关！
第二页，本课件共27页
在光探测中，定量地描述辐射能强度的量有两类：
一类是物理的——辐射度学量，
是用能量单位描述光辐射能的客观物理量；
另一类是生理的——光度学量，
是描述光辐射能为平均人眼接受所引起的视觉刺激大小的强度．
即光度量是具有标准人眼视觉特性的人眼所接收到辐射量的度量。
因此，辐射度量和光度量两者在研究方法和概念上非常类似，它们的基本物理量也是一一对应的。
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立体角的概念
在光辐射测量中，经常用到一个涉及到空间的几何量——立体角。
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。
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定义: 一个任意形状椎面所包含的空间称为立体角。符号：Ω 或ω 单位：Sr （球面度）
如图所示，△A是半径为R的球面的一部分，其边缘各点对球心O连线所包围的那部分空间，叫立体角。
立体角的数值：
部分球面面积△A与球半径平方之比，即 :
R
ΔA
O
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单位立体角：
在以O为球心、R为半径的球上，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
θ为dS 与投影面积 dA的夹角，
R为O 到dS中心的距离。
R
dS
dA
o
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特例：
整个球面所对应的立体角：
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。
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一、辐射度学的基本物理量
1．辐射能Q
辐射能是一种以电磁波的形式发射、传播或接收的能量，单位为J(焦耳)。
当辐射能被物质吸收时，可以转换成其它形式的能量，如热能、电能等。
2．辐射通量Φ——功率的概念
辐射通量又称辐射功率P，是辐射能的时间变化率．
单位为W(瓦)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能，

(J／s，焦耳每秒)
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3．辐射强度 I
点辐射源在给定方向上单位立体角内的辐射通量.
单位：W／sr (瓦每球面度)
I =
d Φ
d ω
在所有方向上辐射强度I都相同的点辐射源（均匀辐射源）在有限立体角ω内发射的辐射通量为:
Φ= I ω
在空间所有方向(ω＝4π)上发射的辐射通量为：Φ=4πI
x
y
z
总的辐射功率
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4．辐射出射度M —— 辐出度
辐射出射度为扩展辐射源单位面积所辐射的通量，
即：M= 单位为W／㎡(瓦每平方米)

dΦ是扩展源表面dS在各方向上，
通常为半空间即2π立体角所
发出的总的辐射通量，
ds
dΦ
dS
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