ref《工程光学》第五版 郁道银
1.光度学基本量
辐射量
光学量
光谱光效率函数
人眼对不同波长光响应的灵敏度函数
- 明视觉
- d ϕ ν ( λ ) = K m V ( λ ) ϕ e ( λ ) d λ d\phi_\nu(\lambda)=K_mV(\lambda)\phi_e(\lambda)d\lambda dϕν(λ)=KmV(λ)ϕe(λ)dλ
- K m = 683 l m / W K_m=683 \rm lm/W Km=683lm/W: 明视觉条件下单色光( λ = 5.55 × 1 0 − 7 m , V ( λ ) = 1 \lambda=5.55\times 10^{-7}\rm m, V(\lambda)=1 λ=5.55×10−7m,V(λ)=1)的绝对光谱光效率值
- 暗视觉
- d ϕ ν ( λ ) = K m ′ V ′ ( λ ) ϕ e ( λ ) d λ d\phi_\nu(\lambda)=K_m'V'(\lambda)\phi_e(\lambda)d\lambda dϕν(λ)=Km′V′(λ)ϕe(λ)dλ
- K m ′ = 1755 l m / W K_m'=1755\rm lm/W Km′=1755lm/W: 暗视觉条件下单色光( λ = 5.07 × 1 0 − 7 m , V ′ ( λ ) = 1 \lambda=5.07\times10^{-7}\rm m, V'(\lambda)=1 λ=5.07×10−7m,V′(λ)=1)的绝对光谱光效率值
2.传播过程光学量变化规律
- 点光源在距离 r r r的表面上形成的照度
- E = I r 2 cos θ E=\frac{I}{r^2}\cos\theta E=r2Icosθ
- I I I: 光源发光强度
- r r r: 光源–被照面距离
- θ \theta θ: 被照面法线与光源,被照面中心连线的夹角
- 平方反比定律: 点光源在被照面形成的照度 反比于 光源到被照面距离²
- E = I r 2 cos θ E=\frac{I}{r^2}\cos\theta E=r2Icosθ
- 面光源在距离 r r r的表面形成的照度
- E = d ϕ d A = L d A s cos θ 1 cos θ 2 r 2 E=\frac{d\phi}{dA}=\frac{LdA_s\cos\theta_1\cos\theta_2}{r^2} E=dAdϕ=r2LdAscosθ1cosθ2
- L L L: 光源亮度
- d A s dA_s dAs: 面积
- θ 1 , θ 2 \theta_1,\theta_2 θ1,θ2: 两个表面的法线分别于 r 的夹角 r的夹角 r的夹角
- E = d ϕ d A = L d A s cos θ 1 cos θ 2 r 2 E=\frac{d\phi}{dA}=\frac{LdA_s\cos\theta_1\cos\theta_2}{r^2} E=dAdϕ=r2LdAscosθ1cosθ2
- 单一介质元光管内亮度的传递
- 两个面积很小的截面构成的直纹曲面包围的空间称元光管. 光在元光管传播, 各截面亮度相等
- 光束经界面反射与折射后的亮度
- 一光束投射到两透明介质分界面, 形成反射,透射两路光
- 反射光 L 1 = ρ L L_1=\rho L L1=ρL
- 透射光 L ′ = ( 1 − ρ ) L n ′ 2 n 2 L'=(1-\rho)L\frac{n'^2}{n^2} L′=(1−ρ)Ln2n′2
- 余弦辐射体
- 任意 θ \theta θ角方向上, 发光强度 I 0 = I N cos θ I_0=I_N\cos\theta I0=INcosθ的发光表面为余弦辐射体(漫透射体与漫反射体也是)
- 各个方向上光亮度相同
- ϕ = L d A ∫ φ = 0 φ = 2 π ∫ θ = 0 θ = U sin θ cos θ d θ d φ = π L d A sin 2 U \phi=LdA\int_{\varphi=0}^{\varphi=2\pi}\int_{\theta=0}^{\theta=U}\sin\theta\cos\theta d\theta d\varphi=\pi LdA\sin^2U ϕ=LdA∫φ=0φ=2π∫θ=0θ=Usinθcosθdθdφ=πLdAsin2U
3.颜色
- 颜色: 不同波长可见光辐射作用于人的视觉器官产生的心理感受
- 彩色&非彩色; 光源色&物体色&荧光色
- 表观特征
- 明度: 颜色的明亮程度
- 色调: 区分不同颜色特征
- 饱和度: 颜色接近光谱色的程度
4.能量损失
τ = Φ ′ Φ \tau=\frac{\Phi'}{\Phi} τ=ΦΦ′
- τ = 1 \tau=1 τ=1: 无损失
- 能量损失来源
- 通过两个透明介质界面的反射损失
- 介质吸收造成的光能损失
- 反射面的光能损失