光度學(xué)基本概念

光度學(xué)只處理人眼可感知的光，即可見光，波長(zhǎng)范圍為380～780nm納米。在可見光波段內(nèi)，考慮到人眼的主觀因素后的相應(yīng)計(jì)量學(xué)科稱為光度學(xué)。定義了光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度等主要光學(xué)光度學(xué)參量，并用數(shù)學(xué)闡明了它們之間的關(guān)系和光度學(xué)幾個(gè)重要定律，如照度的疊加性定律、距離平方比定律、照度的余弦定律等，這些定律一直沒用至今，實(shí)踐已證明是正確的。
??? 光通量
??? 光通量明確的被定義為能夠被人的視覺系統(tǒng)所感受到的那部分光輻射功率的大小的度量。輻射通量以光譜光視函數(shù)V（λ）（即視見函數(shù)，見可見光）為權(quán)重因子的對(duì)應(yīng)量。設(shè)波長(zhǎng)為λ的光的輻射通量為Φe（λ）。對(duì)應(yīng)的光通量為 Φv（λ）＝KmV（λ）Φe（λ） 式中Km為比例系數(shù)，是波長(zhǎng)為5550埃的光譜光視效能，也叫最大光譜光視效能，由Φe和Φv的單位決定。光通量的SI單位為流明，Km＝683流明／瓦。復(fù)色光的光通量需對(duì)所有波長(zhǎng)的光通量求和。
??? 發(fā)光強(qiáng)度
??? 點(diǎn)光源在某方向上單位立體角內(nèi)的光通量，記作Iv，即Iv＝dΦv／dΩ。發(fā)光強(qiáng)度的SI單位為坎德拉，是光度學(xué)中的基本單位，1979年第十六屆國(guó)際大會(huì)通過的坎德拉的定義為：坎德拉是發(fā)出頻率為540×1012赫茲的單色輻射源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該方向上的輻射強(qiáng)度為1／683瓦／球面度。
??? 光亮度
??? 它表示單位面積上發(fā)光強(qiáng)度。輻射亮度的光度學(xué)對(duì)應(yīng)量，其定義為：lv=(div)/dscosθ 式中dS為面光源上的面積元，θ為面元法線與觀察方向間的夾角，div是面元在觀察方向的發(fā)光強(qiáng)度。光亮度的SI單位為坎德拉／米2。光亮度的其他常用單位有熙提和朗伯， 1熙提＝104坎德拉／米2， 1朗伯＝104/π坎德拉／米2。光亮度一般隨觀察方向而變，若一輻射體的光亮度是與方向無(wú)關(guān)的常量，則其發(fā)光強(qiáng)度與cosθ成正比，此規(guī)律稱為朗伯定律，這種輻射體稱為朗伯輻射體或余弦輻射體。黑體是理想的余弦輻射體。
??? 光照度
??? 單位受照面積上接收到的光通量，單位為lm／㎡ ，稱勒克斯(lx)。發(fā)光強(qiáng)度為1lm的點(diǎn)光源在離光源的距離為r處的照度為:Ev=(Iv/r2)cosi 式中i為光沿r方向射到受照面時(shí)的入射角（與表面法線夾角）。入射光垂直入射時(shí)，cosi＝0，Ev＝Iv／r2 ，此即光照度的平方反比律。
??? 光出射度
??? 表征光源自身性質(zhì)的一個(gè)物理量。光源的光通量除以光源的面積就得到光源的光出射度值