光度學基本概念

光度學只處理人眼可感知的光，即可見光，波長范圍為380～780nm納米。在可見光波段內，考慮到人眼的主觀因素后的相應計量學科稱為光度學。定義了光通量、發(fā)光強度、照度、亮度等主要光學光度學參量，并用數學闡明了它們之間的關系和光度學幾個重要定律，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V（λ）（即視見函數，見可見光）為權重因子的對應量。設波長為λ的光的輻射通量為Φe（λ）。對應的光通量為 Φv（λ）＝KmV（λ）Φe（λ） 式中Km為比例系數，是波長為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。復色光的光通量需對所有波長的光通量求和。
??? 發(fā)光強度
??? 點光源在某方向上單位立體角內的光通量，記作Iv，即Iv＝dΦv／dΩ。發(fā)光強度的SI單位為坎德拉，是光度學中的基本單位，1979年第十六屆國際大會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)光強度，該方向上的輻射強度為1／683瓦／球面度。
??? 光亮度
??? 它表示單位面積上發(fā)光強度。輻射亮度的光度學對應量，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關的常量，則其發(fā)光強度與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)光強度為1lm的點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方向射到受照面時的入射角（與表面法線夾角）。入射光垂直入射時，cosi＝0，Ev＝Iv／r2 ，此即光照度的平方反比律。
??? 光出射度
??? 表征光源自身性質的一個物理量。光源的光通量除以光源的面積就得到光源的光出射度值