光度學(xué)\色度學(xué)：輻射量和光學(xué)量及其單位(上)

2011-01-22

                                        光度學(xué)\色度學(xué)：輻射量和光學(xué)量及其單位(上)

?可見光是波長在3.8×10-7～7.8×10-7 米范圍內(nèi)的電磁輻射，描述電磁輻射的物理量，即輻射量，也可用來描述可見光；可見光是能對人的視覺形成刺激并能被人感受的電磁輻射，因而人們很自然地用視覺受到刺激的程度，即視覺感受來量度可見光。按這種視覺響應(yīng)原則建立的表征可見光的量稱作光學(xué)量。
?由此可見，可見光是可以用輻射量和光學(xué)量這兩種量值系統(tǒng)來度量的。把可見光做為純物理現(xiàn)像來研究時(shí)，應(yīng)采用輻射量量值系統(tǒng)；而研究與人的視覺有關(guān)問題時(shí)，采用光學(xué)量量值系統(tǒng)可能更方便。
下面簡要介紹各種輻射量和光學(xué)量及其單位，以及兩種量值系統(tǒng)間的關(guān)系。
一、輻射量

1、輻射能

同其它電磁輻射一樣，可見光輻射也是一種能量傳播形式。以電磁輻射形式發(fā)射、傳輸或接收的能量稱做輻射能，通常用字符表示。度量輻射能的單位為焦[耳]（J）。

2、輻通量

單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射、傳輸或接收的輻射能稱之為輻通量，通常用字符表示。若在時(shí)間內(nèi)發(fā)射、傳輸或接收的輻射能為，相應(yīng)的輻通量為

輻通量與功率有相同的單位，為瓦 [特] (W)。

3、輻出度Me

輻射源單位發(fā)射面積發(fā)出的輻通量，定義為輻射源的輻出度，以字符Me表示。假定輻射源的微面積dA發(fā)出的輻通量為，則輻出度 Me為

輻出度的單位名稱為瓦［特］每平方米（W/m2 ）。

4、輻照度Ee

輻射照射面單位受照面積上接受的輻通量，定義為受照面的輻照度，以字符Ee表示。假定受照面的微面積dA上接受的輻通量為，則輻照度Ee為

輻照度和輻出度有相同的單位，為瓦[特]每平方米（W/m2 ）。

5、輻射強(qiáng)度Ie

點(diǎn)輻射源向各方向發(fā)出輻射，在某一方向，在元立體角內(nèi)發(fā)出的輻通量為，則輻射強(qiáng)度Ie為

輻射強(qiáng)度的單位為瓦［特］每球面度（W/sr ）。

6、輻亮度Le

為了表征具有有限尺寸輻射源輻通量的空間分布，采用“輻亮度”這樣一個(gè)輻射量。元面積為dA的輻射面，在和表面法線N 成角方向，在元立體角內(nèi)發(fā)出的輻通量為, 則輻亮度Le為

根據(jù)定義可以認(rèn)為，在方向的輻亮度Le 就是輻射面在垂直于方向上單位投影面積在單位立體角內(nèi)發(fā)出的輻通量。輻亮度的單位名稱是瓦［特］每球面度平方米[Ｗ/(sr·m2)]。

上述的六種輻射量，對于所有的光輻射都是適用的，它們是純物理量。對于可見光，人們常用光學(xué)量量值系統(tǒng)進(jìn)行度量。