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1、光辐射测量第1页，共26页，编辑于2022年，星期五光辐射测量l基本概念和基本理论l光强和照度的测量l光通的测量l色度学基础第2页，共26页，编辑于2022年，星期五基本概念和基本理论l辐射、光、视觉光波是属于一定波长范围内的电磁波。光波作用于人眼时产生视觉感受。视觉是光本身和人眼相互作用的产物。第3页，共26页，编辑于2022年，星期五基本概念和基本理论l辐射、光、视觉光波的范围我们研究的对象范围第4页，共26页，编辑于2022年，星期五基本概念和基本理论l辐射、光、视觉人眼的视觉灵敏度光谱光效率曲线人眼对不同的颜色人眼对不同的颜色(波长波长)有不同的灵敏度。有不同的灵敏度。而这是产生不同灯
2、有不同光效的基础。而这是产生不同灯有不同光效的基础。将可见光范围内的电磁辐射能量与人眼的视觉特性相联系来评价，称之为光度学。第5页，共26页，编辑于2022年，星期五基本概念和基本理论l光通、光强、照度、亮度的概念光通(,lumen,lm)眼敏感曲线乘380-780nm之内辐射总数-明视觉曲线光强(I,candela,cd)单位立体角光通（I=d/d）-立体角是球面区域对球面半径平方的比照度(E,lux,lm/m 2)单位表面光通（E=d/dA）亮度(L,nit,cd/m 2)单位面积的发光强度（L=dI/dAcos）-：与单位面积法线的夹角 第6页，共26页，编辑于2022年，星期五基本概念
3、和基本理论l光学测量中的几个基本定律朗伯定律 朗伯光源特性：单位面积上辐射的光通量R为其亮度L的倍。当两个元表面da1和da2亮度相等时，一个元表面发 送到另一个元表面的光通量等于它自另一元表面获 得的光通量。距离平方反比定律 垂直于光线传播方向的被照表面的照度，与光强I成正比，而与从光源 到被照表面的距离平方成反比。照度的余弦定则第7页，共26页，编辑于2022年，星期五基本概念和基本理论l各光量之间的关系第8页，共26页，编辑于2022年，星期五光强和照度的测量l光强的测量光强基准坎得拉是光源发出频率为5401012赫兹的单色辐射，在给定方向的辐射强度为没球面度1/683瓦时，其光强为1坎
4、得拉。光强标准灯第9页，共26页，编辑于2022年，星期五光强和照度的测量l光强的测量目视法（目视光度计）在光具座两端分别放置并打开标准灯、待测灯，移动谩射屏在光具座的位置，至肉眼观察两面光照度一致为止，根据距离平方反比定律测量。（误差受经验限制，另可测色温）如待测灯与标准灯光强差太多，如何解决？第10页，共26页，编辑于2022年，星期五光强和照度的测量l光强的测量光电法测量用光电接收器代替人眼需要加滤光设备以使光电接收器的光谱灵敏度与人眼相符结果需要修正 第11页，共26页，编辑于2022年，星期五光强和照度的测量l照度的测量照度计和照度计的定标第12页，共26页，编辑于2022年，星期五
5、光通量的测量l光通量的标准光强基准光通量付基准灯光通量工作基准灯各级光通量标准灯第13页，共26页，编辑于2022年，星期五光通量的测量l光通量的测量光通球分布光度计光谱光度法第14页，共26页，编辑于2022年，星期五光通量的测量l光通量的测量光通球光通球原理光通球实际结构光通球测量光通量测量结果的修正无挡屏光通球第15页，共26页，编辑于2022年，星期五光通量的测量光通球结构和原理球内表面为理想谩射面 光源在球内任意点N建立的照度为E1，将N点看为一个二次发光体，则N点附近单元面积发射的光通量（不考虑一次、二次谩射对N点的影响）为E1，N点附近的亮度为L=E1/故在N点附近的元面积da因
6、一次谩射光线在M点附近产生的二次照度为dE2=Ldacos2/（NM）2=Lda/4r2 *根据E=I/R2 I=Ldacos得出dE2=E1da/4r2，从而得出整个球面在M点引起的二次照度E2=dE2=/4r2E1da（其中E1da即为光源S直接照射到球面的全部光通）；类似得出E4=E3=2E2；得出总的在M点的照度E=E1+E2+E3+=E1+（1+2+）=E1+（/4r2）/（1-）*其中E1为光源S直接在M点引起的照度，实际结构中光源S为于球心，用挡屏挡去直接照度，并将M点设置为接受器位置，则在接受器的照度为E=/4r2）/（1-）l光通量的测量光通球第16页，共26页，编辑于202
7、2年，星期五光通量的测量l光通量的测量光通球光通球测量光通量以及测量结果的修正测量前：对光通球检查，测试标准灯光通测量：比较法；标准灯与待测灯在窗口上的照度分别为Es 和Ex，探测器产生的光电流分别为Is和 Ix，可知x=Ex/Es测量后：修正；光通球不均匀、自吸收、总的相对光谱灵 敏度、异色温光源 等等。第17页，共26页，编辑于2022年，星期五光通量的测量l光通量的测量光通球无挡屏光通球由普通光通球发展而来，无挡屏设计去除了普通光通球测量误差的最大因素。更符合光通理论模型。第18页，共26页，编辑于2022年，星期五光通量的测量l光通量的测量分布光度计分布光度计原理分布光度计实际结构测量
8、单位立体角内某一个截面的照度，再以该照度乘该截面面积得出光通。在光源外某一封闭曲面，测量每一单位面积的照度即可得出该光源的总光通。等角度法和等立体角法第19页，共26页，编辑于2022年，星期五光通量的测量l光通量的测量光谱光度法原理对光源作光谱能量分析再用V（）进行计算。已知标准光源的绝对光谱辐射通量，e和e1分别为标准光源和被测光源的辐射通量光谱密度，两者比值为R（），则被测光源光通量1=KmR（）eV（）d已知标准光源的相对光谱分布和总光通量，1=R（）eV（）d/eV（）d第20页，共26页，编辑于2022年，星期五色度学基础l色温l色坐标l显色指数第21页，共26页，编辑于2022年
9、，星期五色度学基础l 色温和相关色温色温和相关色温 l当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时，黑体的温度就称为该光源的颜色温度Tc，简称色温（CT）各光的色温值各光的色温值第22页，共26页，编辑于2022年，星期五色度学基础色度学基础2700K炽白色3000K暖白色3500K白色4000K冷白色5000K日光色6500K冷日光色相同色温的光源有相同的颜色表现相同色温的光源有相同的颜色表现l 色温色温 第23页，共26页，编辑于2022年，星期五色度学基础l相关色温相关色温 若光源发射的光与黑体在某一温度下辐射的光颜色最接近，即在均匀色度图上的色距离最小，则黑体的温度就称为该
10、光源的相关色温（CCT）.uv色度图中黑体轨迹和等色温线色度图中黑体轨迹和等色温线LM第24页，共26页，编辑于2022年，星期五色度学基础l色坐标所有颜色系统的起点是标准的观察，即CIE1931年制定的色匹配函数x(),y()and z()。用三个光谱线(436,546,700)进行颜色测试。使用以上色匹配函数和光谱能量分布S()作为光源，X，Y，Z三值被计算：我们对颜色的感觉可以用这些量来测定。如果二个光源有着不同的能量分布 S1()和 S2()，但却有着相同的刺激值(X1=X2,Y1=Y2,Z1=Z2)，那么在相同的条件下对颜色有相同的感觉。因为颜色的感觉并不依赖X，Y，Z的绝对值，而是它们的综合效果。色座标计算根据：第25页，共26页，编辑于2022年，星期五色度学基础l显色指数显色指数显色指数-即用数字来表达演色能力即用数字来表达演色能力CIE 计算CRI值的第26页，共26页，编辑于2022年，星期五