光度學\色度學：輻射量和光學量及其單位(上)

2011-01-22

                                        光度學\色度學：輻射量和光學量及其單位(上)

?可見光是波長在3.8×10-7～7.8×10-7 米范圍內的電磁輻射，描述電磁輻射的物理量，即輻射量，也可用來描述可見光；可見光是能對人的視覺形成刺激并能被人感受的電磁輻射，因而人們很自然地用視覺受到刺激的程度，即視覺感受來量度可見光。按這種視覺響應原則建立的表征可見光的量稱作光學量。
?由此可見，可見光是可以用輻射量和光學量這兩種量值系統來度量的。把可見光做為純物理現像來研究時，應采用輻射量量值系統；而研究與人的視覺有關問題時，采用光學量量值系統可能更方便。
下面簡要介紹各種輻射量和光學量及其單位，以及兩種量值系統間的關系。
一、輻射量

1、輻射能

同其它電磁輻射一樣，可見光輻射也是一種能量傳播形式。以電磁輻射形式發射、傳輸或接收的能量稱做輻射能，通常用字符表示。度量輻射能的單位為焦[耳]（J）。

2、輻通量

單位時間內發射、傳輸或接收的輻射能稱之為輻通量，通常用字符表示。若在時間內發射、傳輸或接收的輻射能為，相應的輻通量為

輻通量與功率有相同的單位，為瓦 [特] (W)。

3、輻出度Me

輻射源單位發射面積發出的輻通量，定義為輻射源的輻出度，以字符Me表示。假定輻射源的微面積dA發出的輻通量為，則輻出度 Me為

輻出度的單位名稱為瓦［特］每平方米（W/m2 ）。

4、輻照度Ee

輻射照射面單位受照面積上接受的輻通量，定義為受照面的輻照度，以字符Ee表示。假定受照面的微面積dA上接受的輻通量為，則輻照度Ee為

輻照度和輻出度有相同的單位，為瓦[特]每平方米（W/m2 ）。

5、輻射強度Ie

點輻射源向各方向發出輻射，在某一方向，在元立體角內發出的輻通量為，則輻射強度Ie為

輻射強度的單位為瓦［特］每球面度（W/sr ）。

6、輻亮度Le

為了表征具有有限尺寸輻射源輻通量的空間分布，采用“輻亮度”這樣一個輻射量。元面積為dA的輻射面，在和表面法線N 成角方向，在元立體角內發出的輻通量為, 則輻亮度Le為

根據定義可以認為，在方向的輻亮度Le 就是輻射面在垂直于方向上單位投影面積在單位立體角內發出的輻通量。輻亮度的單位名稱是瓦［特］每球面度平方米[Ｗ/(sr·m2)]。

上述的六種輻射量，對于所有的光輻射都是適用的，它們是純物理量。對于可見光，人們常用光學量量值系統進行度量。