光度学\色度学：辐射量和光学量及其单位(上)

2011-01-22

                                        光度学\色度学：辐射量和光学量及其单位(上)

?可见光是波长在3.8×10-7～7.8×10-7 米范围内的电磁辐射，描述电磁辐射的物理量，即辐射量，也可用来描述可见光；可见光是能对人的视觉形成刺激并能被人感受的电磁辐射，因而人们很自然地用视觉受到刺激的程度，即视觉感受来量度可见光。按这种视觉响应原则建立的表征可见光的量称作光学量。
?由此可见，可见光是可以用辐射量和光学量这两种量值系统来度量的。把可见光做为纯物理现像来研究时，应采用辐射量量值系统；而研究与人的视觉有关问题时，采用光学量量值系统可能更方便。
下面简要介绍各种辐射量和光学量及其单位，以及两种量值系统间的关系。
一、辐射量

1、辐射能

同其它电磁辐射一样，可见光辐射也是一种能量传播形式。以电磁辐射形式发射、传输或接收的能量称做辐射能，通常用字符表示。度量辐射能的单位为焦[耳]（J）。

2、辐通量

单位时间内发射、传输或接收的辐射能称之为辐通量，通常用字符表示。若在时间内发射、传输或接收的辐射能为，相应的辐通量为

辐通量与功率有相同的单位，为瓦 [特] (W)。

3、辐出度Me

辐射源单位发射面积发出的辐通量，定义为辐射源的辐出度，以字符Me表示。假定辐射源的微面积dA发出的辐通量为，则辐出度 Me为

辐出度的单位名称为瓦［特］每平方米（W/m2 ）。

4、辐照度Ee

辐射照射面单位受照面积上接受的辐通量，定义为受照面的辐照度，以字符Ee表示。假定受照面的微面积dA上接受的辐通量为，则辐照度Ee为

辐照度和辐出度有相同的单位，为瓦[特]每平方米（W/m2 ）。

5、辐射强度Ie

点辐射源向各方向发出辐射，在某一方向，在元立体角内发出的辐通量为，则辐射强度Ie为

辐射强度的单位为瓦［特］每球面度（W/sr ）。

6、辐亮度Le

为了表征具有有限尺寸辐射源辐通量的空间分布，采用“辐亮度”这样一个辐射量。元面积为dA的辐射面，在和表面法线N 成角方向，在元立体角内发出的辐通量为, 则辐亮度Le为

根据定义可以认为，在方向的辐亮度Le 就是辐射面在垂直于方向上单位投影面积在单位立体角内发出的辐通量。辐亮度的单位名称是瓦［特］每球面度平方米[Ｗ/(sr·m2)]。

上述的六种辐射量，对于所有的光辐射都是适用的，它们是纯物理量。对于可见光，人们常用光学量量值系统进行度量。