可见光的光度学基本知识

光度学是在可见光波段内考虑到人眼的主观因素后的相应(光源能量)计量学科

 

光谱能量分布

光源的特性用光谱能量分布来描述光谱密度是指单位波长对应的辐射量,辐射量可以是光通量、强度、亮度、照度任意一种光谱能量分布是指光谱密度随波长发生变化的情况,这个称为绝对光谱分布。而相对光谱分布是绝对光谱分布归一化后得到的光谱分布。

 

光通量

定义为能被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率大小的度量,单位为流明(Lumen),光通量可有以下公式得到。

 

为光辐射功率的光谱密度;是明视觉视见函数;表示人眼视觉系统最敏感的波长(555nm)上,每瓦光功率的流明数。人眼相对视觉灵敏度函数—视觉灵敏度函数(视敏函数),也称为光谱光视效率函数,指不同波长对人眼“刺激”程度。

 

 

光强度

表示点光源在某方向上单位立体角内的光通量,单位为坎德拉,简称坎(cd)

 

表示辐射强度光谱密度。辐射强度表示点辐射源S在某方向上单位立体角内传送的辐射通量。

 

 

 

 

 

立体角

立体角(Solid Angle)是用来度量三维空间中的角度大小的物理量。立体角表示一个从某一点(通常是顶点)向空间中的一个锥体或球面所覆盖的实体角度,单位是球面度(Steradian,简写为sr)。

 

 

 

 

它定义为球面上的面积与球半径平方之比。如果以球心为顶点,球面上的一个扇形覆盖的面积为a,则立体角Ω可以计算为

其中,a是扇形的面积,R是球的半径。特别地,当扇形的面积等于球面的整个面积时,立体角为整个球面的立体角,即4π sr。

 

光照度

表示在单位面积上的接收到的光通量。

 
 
 

光亮度

光源在某方向上、单位投影面积向该方向的单位立体角内辐射出的光通量。