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。