1、第五章第五章 光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)光度學(xué)和色度學(xué)基礎(chǔ)Chapter5內(nèi)容回顧及問題的提出：內(nèi)容回顧及問題的提出：u前面內(nèi)容主要講述幾何光學(xué)的光線傳播及正前面內(nèi)容主要講述幾何光學(xué)的光線傳播及正確成像問題確成像問題成像的位置、大小、虛實(shí)等成像的位置、大小、虛實(shí)等u但實(shí)際上光是以光能的形式傳遞的，在傳遞但實(shí)際上光是以光能的形式傳遞的，在傳遞過程中光能損失情況，導(dǎo)致最后像面的亮暗過程中光能損失情況，導(dǎo)致最后像面的亮暗程度不同（這其中還包括環(huán)境等因素對(duì)像面程度不同（這其中還包括環(huán)境等因素對(duì)像面的影響）的影響）須對(duì)光能進(jìn)行度量須對(duì)光能進(jìn)行度量Chapter5概述概述 光學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)傳輸輻射能量的系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)

2、是一個(gè)傳輸輻射能量的系統(tǒng) 能量傳輸能力的強(qiáng)弱，影響像的亮暗能量傳輸能力的強(qiáng)弱，影響像的亮暗輻射度學(xué)：研究輻射度學(xué)：研究電磁波輻射電磁波輻射的測(cè)試計(jì)量計(jì)算的測(cè)試計(jì)量計(jì)算的學(xué)科的學(xué)科光度學(xué)：在人眼視覺的基礎(chǔ)上，研究光度學(xué)：在人眼視覺的基礎(chǔ)上，研究可見光可見光的測(cè)試計(jì)量計(jì)算的學(xué)科的測(cè)試計(jì)量計(jì)算的學(xué)科輻射度學(xué)與光度學(xué)基礎(chǔ)輻射度學(xué)與光度學(xué)基礎(chǔ)Chapter5第一節(jié)第一節(jié) 輻射量和光學(xué)量及其應(yīng)用輻射量和光學(xué)量及其應(yīng)用一、立體角的意義和單位一、立體角的意義和單位平面上的角：平面上的角：弧度弧度A AB BO OrABAOBChapter5空間上的角：立體角空間上的角：立體角一個(gè)任意形狀的封閉錐面所包含的空間

3、稱為立體角一個(gè)任意形狀的封閉錐面所包含的空間稱為立體角2rs若在以若在以r r為半徑的球面上截得面積為半徑的球面上截得面積s = rs = r2 2，則此立體角為，則此立體角為1 1球面度球面度整個(gè)空間球面面積為整個(gè)空間球面面積為4 4r r2 2, ,對(duì)應(yīng)立體角為對(duì)應(yīng)立體角為42rss so oChapter5以以r r為半徑作一圓球，假定在圓球上取一個(gè)為半徑作一圓球，假定在圓球上取一個(gè)d d對(duì)應(yīng)的環(huán)帶，對(duì)應(yīng)的環(huán)帶，環(huán)帶寬度為環(huán)帶寬度為rdrd，環(huán)帶半徑為，環(huán)帶半徑為rsinrsin，所以環(huán)帶長度為，所以環(huán)帶長度為2 2rsinrsin，環(huán)帶總面積為，環(huán)帶總面積為立體角的計(jì)算立體角的計(jì)算假定

4、一個(gè)圓錐面的半頂角為假定一個(gè)圓錐面的半頂角為，求該圓錐所包含的立體角大小，求該圓錐所包含的立體角大小220222sin4)cos1 (2cos2cos2sin2sin2sin2較小時(shí)，或者將上式積分得它對(duì)應(yīng)的立體角為dddrdsddrrrddsChapter5二二. 輻射度學(xué)中的基本量及其計(jì)量單位輻射度學(xué)中的基本量及其計(jì)量單位1 1、輻射通量、輻射通量 單位時(shí)間內(nèi)輻射體輻射的總能量單位時(shí)間內(nèi)輻射體輻射的總能量-輻射功率輻射功率e單位：瓦特單位：瓦特 （W W）反映輻射強(qiáng)弱，是輻射體各波段輻射能量的積分反映輻射強(qiáng)弱，是輻射體各波段輻射能量的積分dddeee00lim ：輻射通量的波長分布函數(shù)輻射

5、通量的波長分布函數(shù)eChapter52 2、輻射強(qiáng)度、輻射強(qiáng)度輻射體在某一指定方向上單位立體角范圍內(nèi)的輻射通量輻射體在某一指定方向上單位立體角范圍內(nèi)的輻射通量符號(hào)：符號(hào)： 單位：瓦每球面度（單位：瓦每球面度（W/srW/sr）eIddIee表示輻射體在不同方向上的輻射特性表示輻射體在不同方向上的輻射特性Chapter53 3、輻射出射度、輻射出射度輻射體上某一點(diǎn)附近某一微元面積上輻射的總輻射通量輻射體上某一點(diǎn)附近某一微元面積上輻射的總輻射通量符號(hào)：符號(hào)： 單位：瓦每平方米（單位：瓦每平方米（W/mW/m2 2）eMeddsdMee不管向哪個(gè)方向輻射，描述輻射體表面不同不管向哪個(gè)方向輻射，描述輻

6、射體表面不同位置上單位面積的輻射特性位置上單位面積的輻射特性dsdsA AChapter54 4、輻射照度、輻射照度輻射照度與輻射出射度正好相反，不是發(fā)出輻射通量，輻射照度與輻射出射度正好相反，不是發(fā)出輻射通量，而是被輻射體上某一點(diǎn)附近某一微元面積上接收的總輻而是被輻射體上某一點(diǎn)附近某一微元面積上接收的總輻射通量射通量符號(hào)：符號(hào)： 單位：瓦每平方米（單位：瓦每平方米（W/mW/m2 2）eEeddsdEeedsdsA AChapter55 5、輻射亮度、輻射亮度輻射體表面某點(diǎn)附近，在某一指定方向上單位立體角內(nèi)輻射體表面某點(diǎn)附近，在某一指定方向上單位立體角內(nèi)單位投影面積上發(fā)出的輻射通量單位投影面

7、積上發(fā)出的輻射通量符號(hào)：符號(hào)： 單位：瓦每球面度每平方米（單位：瓦每球面度每平方米（W/sr.mW/sr.m2 2）eLcosdsdsdsILnnee描述了輻射體不同位置不同方向上的輻射特性描述了輻射體不同位置不同方向上的輻射特性Chapter5幾種光接收器的光譜靈敏度幾種光接收器的光譜靈敏度 1 為銻銫光電管，不能感受波長為為銻銫光電管，不能感受波長為 0.6m以上的紅光；以上的紅光；2 2 是人眼；是人眼； 3 是硅光電池；是硅光電池；4 是一種熱敏元件是一種熱敏元件 Chapter5三三. 人眼的視見函數(shù)人眼的視見函數(shù) 輻射體發(fā)出電磁波，進(jìn)入人眼，在可見光范圍內(nèi)，可輻射體發(fā)出電磁波，進(jìn)入

8、人眼，在可見光范圍內(nèi)，可以產(chǎn)生亮暗感覺；以產(chǎn)生亮暗感覺；可見光范圍內(nèi)，人眼對(duì)不同波長光的視覺敏感度不同可見光范圍內(nèi)，人眼對(duì)不同波長光的視覺敏感度不同光度學(xué)中，為表示人眼對(duì)不同波長輻射的敏感度差別，定義光度學(xué)中，為表示人眼對(duì)不同波長輻射的敏感度差別，定義了一個(gè)函數(shù)了一個(gè)函數(shù) ，稱為視見函數(shù)，又稱光譜光視效率。，稱為視見函數(shù)，又稱光譜光視效率。VChapter5視視 見見 函函 數(shù)數(shù)Chapter5視見函數(shù)的相關(guān)因素視見函數(shù)的相關(guān)因素受外界的照明條件影響而產(chǎn)生：受外界的照明條件影響而產(chǎn)生： 明視覺視見函數(shù)明視覺視見函數(shù)：最敏感波長為：最敏感波長為555nm（黃光）（黃光）， 其相應(yīng)的視見函數(shù)值其相

9、應(yīng)的視見函數(shù)值V555=1，其其 它波長的它波長的V()值均小于值均小于1。 暗視覺視見函數(shù)暗視覺視見函數(shù)：最敏感波長為：最敏感波長為507nm（綠光）（綠光）， V507=1，其它波長的其它波長的V()值均小值均小 于于1。（明亮環(huán)境）（明亮環(huán)境）（昏暗環(huán)境）（昏暗環(huán)境）Chapter5舉例：人眼同時(shí)觀察距離相同的兩個(gè)輻射體舉例：人眼同時(shí)觀察距離相同的兩個(gè)輻射體A A和和B B，假定輻射，假定輻射強(qiáng)度相同，強(qiáng)度相同，A A輻射波長為輻射波長為600nm, B600nm, B輻射波長為輻射波長為500nm500nm。V(600)=0.631 V(500)=0.323V(600)=0.631 V

10、(500)=0.323A A對(duì)人眼產(chǎn)生的視覺強(qiáng)度是對(duì)人眼產(chǎn)生的視覺強(qiáng)度是B B對(duì)人眼產(chǎn)生視覺強(qiáng)度的對(duì)人眼產(chǎn)生視覺強(qiáng)度的0.631/0.3230.631/0.323倍，近似倍，近似2 2倍。倍。若要使若要使A A和和B B對(duì)人眼產(chǎn)生相同的視覺強(qiáng)度，則輻射體對(duì)人眼產(chǎn)生相同的視覺強(qiáng)度，則輻射體A A的輻射的輻射強(qiáng)度應(yīng)該是輻射體強(qiáng)度應(yīng)該是輻射體B B強(qiáng)度的一半。強(qiáng)度的一半。Chapter5光度學(xué)中的光通量與輻射度學(xué)中的輻射通量相對(duì)應(yīng)。假定光度學(xué)中的光通量與輻射度學(xué)中的輻射通量相對(duì)應(yīng)。假定有一單色光，其輻射通量為有一單色光，其輻射通量為 ，其中能夠引起視覺的部，其中能夠引起視覺的部分為光通量分為光通量-

11、用人眼視覺強(qiáng)度來度量的輻射通量。用人眼視覺強(qiáng)度來度量的輻射通量。四四. . 光度學(xué)中的基本量光度學(xué)中的基本量1 1、發(fā)光強(qiáng)度和光通量、發(fā)光強(qiáng)度和光通量光通量定義光通量定義ed( )medKVd 單位：流（明）單位：流（明） lmKm為流明與瓦之間的換算系數(shù)，在明視覺中 Km = 683 lm / W；在暗視覺條件下Km = 1755 lm / WChapter5l 發(fā)光效率發(fā)光效率光源的發(fā)光效率光源的發(fā)光效率：光源發(fā)出的：光源發(fā)出的光通量與輻射光通量與輻射通量之比通量之比，即為，即為 K = v/e /P 式中，式中，P 為電光源的電功率為電光源的電功率。 發(fā)光效率值標(biāo)志了光源每瓦輻射功率所能

12、產(chǎn)生發(fā)光效率值標(biāo)志了光源每瓦輻射功率所能產(chǎn)生的光通量（流明數(shù)）。的光通量（流明數(shù)）。Chapter5意義：意義： 發(fā)光效率值標(biāo)志了光源每瓦輻射功率所能產(chǎn)生發(fā)光效率值標(biāo)志了光源每瓦輻射功率所能產(chǎn)生 的光通量（流明數(shù)）。的光通量（流明數(shù)）。 幾種常用電光源的發(fā)光效率：幾種常用電光源的發(fā)光效率：鎢絲燈：鎢絲燈：10 20 鈉光燈：鈉光燈： 約約60鹵素鎢燈：鹵素鎢燈： 約約30 高壓汞燈：高壓汞燈：60 70熒光燈：熒光燈：30 60 鏑燈：鏑燈： 約約80 氙燈：氙燈： 40 60 金屬金屬鹵素放電燈：約鹵素放電燈：約80 炭孤燈：炭孤燈：40 60 LED照明燈：照明燈：40-300 2014年

13、，美國科銳公司(Nasdaq: CREE)宣布白光功率型LED實(shí)驗(yàn)室光效達(dá)到303lm/Wl 發(fā)光效率發(fā)光效率Chapter5發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度與輻射度學(xué)中的輻射強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)。發(fā)光強(qiáng)度與輻射度學(xué)中的輻射強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)。發(fā)光強(qiáng)度指指定方向上單位立體角內(nèi)發(fā)出光通量的多少。發(fā)光強(qiáng)度指指定方向上單位立體角內(nèi)發(fā)出光通量的多少。也可以理解為在這一方向上輻射強(qiáng)度中有多少是發(fā)光強(qiáng)度也可以理解為在這一方向上輻射強(qiáng)度中有多少是發(fā)光強(qiáng)度( )( )memeK VddIK VIdd單位：坎（德拉）單位：坎（德拉） cdcdChapter5計(jì)算舉例：一個(gè)功率（輻射通量）為計(jì)算舉例：一個(gè)功率（輻射通量）為60W60W的鎢

14、絲充氣燈的鎢絲充氣燈泡，假定它在各方向上均勻發(fā)光，求它的發(fā)光強(qiáng)度。泡，假定它在各方向上均勻發(fā)光，求它的發(fā)光強(qiáng)度。、求發(fā)光強(qiáng)度：總立體角為、求發(fā)光強(qiáng)度：總立體角為、求總光通量：、求總光通量：lmKe90060154cdI62.714900Chapter52 2、光出射度和光照度、光出射度和光照度光出射度：發(fā)光體表面某點(diǎn)附近單位面積發(fā)出的光通量光出射度：發(fā)光體表面某點(diǎn)附近單位面積發(fā)出的光通量dsdMddsdsA A發(fā)光表面均勻發(fā)光情況下發(fā)光表面均勻發(fā)光情況下sM（lm/mlm/m2 2）Chapter5光照度：某一表面被發(fā)光體照明，其表面某點(diǎn)附近單位光照度：某一表面被發(fā)光體照明，其表面某點(diǎn)附近單位

15、面積接收的光通量。面積接收的光通量。dsdEddsdsA A被照表面均勻照明情況下被照表面均勻照明情況下sE（lxlx）單位：勒克司單位：勒克司 1 1 lx lx = 1 = 1 lmlm/ /m m2 2Chapter53050 lx50701002001萬萬3萬萬4萬萬10050010萬萬0.23 104觀看儀器的示值觀看儀器的示值一般閱讀及書寫一般閱讀及書寫精細(xì)工作（修表等）精細(xì)工作（修表等）攝影場(chǎng)內(nèi)拍攝電影攝影場(chǎng)內(nèi)拍攝電影照相制版時(shí)的原稿照相制版時(shí)的原稿明朗夏日采光良好的室內(nèi)明朗夏日采光良好的室內(nèi)太陽直照時(shí)的地面照度太陽直照時(shí)的地面照度滿月在天頂時(shí)的地面照度滿月在天頂時(shí)的地面照度無月

16、夜天光在地面產(chǎn)生的照度無月夜天光在地面產(chǎn)生的照度 常見物體的光照度值常見物體的光照度值Chapter53 3、光亮度、光亮度發(fā)光體表面某點(diǎn)附近微元面積在某一方向上單位立發(fā)光體表面某點(diǎn)附近微元面積在某一方向上單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。體角內(nèi)發(fā)出的光通量。cosdsdddsILn單位：坎單位：坎/ /米米2 2發(fā)光體某點(diǎn)在給定方向上的發(fā)發(fā)光體某點(diǎn)在給定方向上的發(fā)光特性。光特性。Chapter5 常見物體的光亮度值常見物體的光亮度值2.52.5 10103 310105 5 10103 3在地球上看到的月亮表面在地球上看到的月亮表面人工照明下書寫閱讀的紙面人工照明下書寫閱讀的紙面白天的晴朗天空白天的

17、晴朗天空1.51.510109 91.51.5 10108 8(515) (515) 10106 63 3 10104 4在地球上看到的太陽在地球上看到的太陽普通電弧普通電弧鎢絲白熾燈燈絲鎢絲白熾燈燈絲太陽照射下漫射白色表面太陽照射下漫射白色表面光亮度光亮度(cd/m(cd/m2 2) )光源名稱光源名稱光亮度光亮度(cd/m(cd/m2 2) )光源名稱光源名稱Chapter5計(jì)算舉例：有一均勻磨砂球形燈計(jì)算舉例：有一均勻磨砂球形燈, ,直徑為直徑為17cm,17cm,光通量為光通量為2000lm,2000lm,求該燈的光亮度求該燈的光亮度. .解解: :根據(jù)光亮度與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系來求根據(jù)光

18、亮度與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系來求. .ndsIL 2322222/1071027. 215.1591027. 2)217. 0(15.15942000mcdLmRdscdIn燈Chapter5第二節(jié)第二節(jié) 光傳播過程中光學(xué)量的變化規(guī)律光傳播過程中光學(xué)量的變化規(guī)律1 1、光照度公式、光照度公式假定點(diǎn)光源照明微小平面假定點(diǎn)光源照明微小平面dsds，dsds離開光源距離為離開光源距離為l l，表，表面法線方向與照明方向成面法線方向與照明方向成 ，若光源在此方向上發(fā)光，若光源在此方向上發(fā)光強(qiáng)度為強(qiáng)度為I I，求光源在，求光源在dsds上的光照度。上的光照度。222coscoscoslIElIdsdldsdId

19、ddSdE照度平方反比定律照度平方反比定律注意：公式是在點(diǎn)光源情況下導(dǎo)出的，對(duì)于發(fā)光面積和照明距離相比很小的情況也可以用。發(fā)光面積大時(shí)，如日光燈在室內(nèi)照明，就不能用了；但室外用日光燈，在遠(yuǎn)距離照度又可以應(yīng)用。Chapter5應(yīng)用：測(cè)定光源發(fā)光強(qiáng)度應(yīng)用：測(cè)定光源發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)光源標(biāo)準(zhǔn)光源待測(cè)光源待測(cè)光源I1I2l1l2兩個(gè)完全相同的漫反射表面，標(biāo)兩個(gè)完全相同的漫反射表面，標(biāo)準(zhǔn)光源準(zhǔn)光源I1，l1已知已知,用眼睛觀察兩表面，由光照度公用眼睛觀察兩表面，由光照度公式式移動(dòng)待測(cè)光源，改變移動(dòng)待測(cè)光源，改變l2,即改變即改變E2，當(dāng)眼睛觀察兩表面同樣亮?xí)r，當(dāng)眼睛觀察兩表面同樣亮?xí)r(E相等相等)，測(cè)出，測(cè)出

20、l2，由由得出得出可以求得可以求得I22coslIE222211coscoslIlI222121llIIChapter5計(jì)算舉例計(jì)算舉例1 1：桌面：桌面OBOB上方有一盞上方有一盞100W100W鎢絲充氣燈泡鎢絲充氣燈泡P P，光源在各方，光源在各方向均勻發(fā)光，燈泡可在垂直桌面方向上下移動(dòng)，問燈泡離桌面多向均勻發(fā)光，燈泡可在垂直桌面方向上下移動(dòng)，問燈泡離桌面多高時(shí)，高時(shí)，B B點(diǎn)（點(diǎn)（OB=1mOB=1m）處的光照度最大，該光照度等于多少？）處的光照度最大，該光照度等于多少？POl1mBx表示出來即可。將由lIlIE,cos,cos2cdKIe36.11941001541cos, 1,22x

21、xlxxlxOP則令1)1/(22xxxIEE公式得代入lxEEmxllxmxxdxdEB94.45225. 117071. 00210max22此時(shí)，表示式得代入將整理化簡(jiǎn)后得點(diǎn)光照度最大，令要使Chapter5二二. 面光源在與之距離為面光源在與之距離為r處的表面上形成的照度處的表面上形成的照度221coscosrLdAdAdEsChapter5三三. 單一介質(zhì)元光管內(nèi)光亮度的傳遞單一介質(zhì)元光管內(nèi)光亮度的傳遞兩個(gè)面積很小的截面構(gòu)成的直紋曲面包圍的空間就是一個(gè)元光管。光在元光管傳播，無光能損失。2121211222222211111111coscoscoscoscosLLddrdAdALdr

22、dAdALddALd同理：所以，光在元光管內(nèi)傳播，各截面上的光亮度相同所以，光在元光管內(nèi)傳播，各截面上的光亮度相同Chapter5四四. 光束經(jīng)截面反射和折射后的亮度光束經(jīng)截面反射和折射后的亮度LL12)1 (nnLL（1）反射光束亮度反射光束亮度等于入射光束亮度乘以反射系數(shù)：（2）折射光束的亮度折射光束的亮度不僅與入射光束的亮度以及界面兩邊介質(zhì)的折射率比值的平方成正比，還與界面的反射系數(shù)有關(guān)：22nLnL光束經(jīng)理想折射，光亮度也會(huì)產(chǎn)生變化。Chapter5五. 余弦輻射體在各方向上光亮度都近似一致的均勻發(fā)光體稱為在各方向上光亮度都近似一致的均勻發(fā)光體稱為余弦輻射體余弦輻射體I I0 0I I

23、dsdscoscos000IIdsIdsILIds一致，發(fā)光體在各方向光亮度的發(fā)光強(qiáng)度為在與該微面垂直方向上假定發(fā)光微面發(fā)光強(qiáng)度余弦定律，也稱朗伯定律，符合余弦定發(fā)光強(qiáng)度余弦定律，也稱朗伯定律，符合余弦定律的發(fā)光體稱為律的發(fā)光體稱為余弦輻射體余弦輻射體或或朗伯輻射體朗伯輻射體。dsdsI I0 0I IChapter5余弦輻射體可能是發(fā)光面，也可能是投射或反射體余弦輻射體可能是發(fā)光面，也可能是投射或反射體乳白玻璃乳白玻璃漫反射面漫反射面完全鏡面反射不具有余弦輻射性質(zhì)！Chapter5dAdAL Lu u已知：發(fā)光微面已知：發(fā)光微面dAdA，光亮度為，光亮度為L L，求它在半頂角為，求它在半頂角

24、為u u的圓的圓錐內(nèi)所輻射的總光通量。錐內(nèi)所輻射的總光通量。90 ,2uLdALdA 單面發(fā)光，雙面發(fā)光， 2002 cos sin sincos sinUdLdAddddLdAddLdAU又則有（空間任意方位元立體角的普遍公式）（空間任意方位元立體角的普遍公式）Chapter5計(jì)算舉例：假定一個(gè)鎢絲充氣燈泡功率為計(jì)算舉例：假定一個(gè)鎢絲充氣燈泡功率為300W300W，光，光視效能為視效能為20lm/W,20lm/W,燈絲尺寸為燈絲尺寸為8x8.5mm8x8.5mm，雙面發(fā)光，雙面發(fā)光，求在燈絲面內(nèi)的平均光亮度。求在燈絲面內(nèi)的平均光亮度。27233/104 . 12600026000300201

25、05 . 8108,2mcddsdsLlmKWmdsLdsLds可求。，則和如果已知解：由Chapter5第三節(jié)第三節(jié) 成像系統(tǒng)像面的光照度成像系統(tǒng)像面的光照度一一. 軸上像點(diǎn)的光照度軸上像點(diǎn)的光照度222sinnELUn為透射比Chapter5二二. 軸外像點(diǎn)的光照度軸外像點(diǎn)的光照度40cosMEE2202sinnELUn0E為像面軸上點(diǎn)的光照度軸外像點(diǎn)的光照度隨視軸外像點(diǎn)的光照度隨視場(chǎng)角的增大而降低。場(chǎng)角的增大而降低。Chapter5p 照相物鏡像平面的光照度和光圈數(shù)照相物鏡像平面的光照度和光圈數(shù)H H FFD DU U maxmax1 1、像平面光照度、像平面光照度2sinmaxfDU代

26、入代入max20sinULE得得204fDLE fDA物鏡的相對(duì)孔徑物鏡的相對(duì)孔徑Chapter52 2、光圈、光圈數(shù)、光圈、光圈數(shù)光圈：相對(duì)孔徑光圈：相對(duì)孔徑 分度的方法是按每一刻度值對(duì)應(yīng)的像面照度減小一半。分度的方法是按每一刻度值對(duì)應(yīng)的像面照度減小一半。相對(duì)孔徑按相對(duì)孔徑按 等比級(jí)數(shù)變化。等比級(jí)數(shù)變化。2:11: 14 . 1:12: 18 . 2: 111: 116: 122: 1光圈數(shù)：相對(duì)孔徑的倒數(shù)，用光圈數(shù)：相對(duì)孔徑的倒數(shù)，用F F表示表示F F制光圈制光圈Chapter5三、曝光量三、曝光量假定像面照度為假定像面照度為E E， 曝光時(shí)間為曝光時(shí)間為t,t,底片上單位面積接受的曝底

27、片上單位面積接受的曝光亮光亮H H為為 H = E.t (lx .s)H = E.t (lx .s)T T制光圈制光圈假定某個(gè)透鏡透過率為假定某個(gè)透鏡透過率為 ，相對(duì)孔徑為，相對(duì)孔徑為 fD22)()(fDfDT這樣，像平面光照度公式可以寫為這樣，像平面光照度公式可以寫為204TfDLEChapter5三三. 光通過光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的能量損失光通過光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的能量損失透明介質(zhì)折射界面的光反射、介質(zhì)對(duì)光的吸收、透明介質(zhì)折射界面的光反射、介質(zhì)對(duì)光的吸收、反射面對(duì)光的透射和吸收都會(huì)造成光能損失。反射面對(duì)光的透射和吸收都會(huì)造成光能損失。1. 光在兩透明介質(zhì)界面上的反射損失光在兩透明介質(zhì)界面上的反射損失和入射

28、光通量的比值。反射比，即反射光通量:)(tan)(tan)(sin)(sin212222iiiiiiiiChapter51. 光在兩透明介質(zhì)界面上的反射損失光在兩透明介質(zhì)界面上的反射損失2）（射角入射時(shí)，當(dāng)光垂直或以很小的入nnnn這種情況下，反射比只與兩邊介質(zhì)的折射率有關(guān)。反射光造成光能損失，在像面上形成雜散光，反射光造成光能損失，在像面上形成雜散光，降低了像的降低了像的對(duì)比度對(duì)比度。降低反射損失的方法是在玻璃元件的表面鍍降低反射損失的方法是在玻璃元件的表面鍍?cè)鐾改ぴ鐾改?。Chapter52. 介質(zhì)吸收造成的光能損失介質(zhì)吸收造成的光能損失光通過厚度為光通過厚度為l的介質(zhì)后的光通量為：的介質(zhì)后

29、的光通量為：0001）（光通量損失：則：設(shè)介質(zhì)的透明率為：llklklPPePe光束通過多元件系統(tǒng)后的光通量：光束通過多元件系統(tǒng)后的光通量：21210ddPPChapter53. 反射面的光能損失反射面的光能損失為反射比。0101)1 (4. 光學(xué)系統(tǒng)的總透射比光學(xué)系統(tǒng)的總透射比321213212121210021211111NdMddNNNdMddNNMMPPPPPP）（）（）（）（Chapter5p 作業(yè)（抄題并認(rèn)真解答！）作業(yè)（抄題并認(rèn)真解答?。?、一個(gè)100W的鎢絲燈，發(fā)出總光通量為1400lm，求發(fā)光效率為多少? 2、一個(gè)6V、15W的鎢絲燈，已知發(fā)光效率為14lm/w，該燈與一聚光

30、燈聯(lián)用，燈絲中心對(duì)聚光鏡所張的孔徑角u=sinu=0.25。若燈絲是各向均勻發(fā)光，求（1）燈泡總的光通量及進(jìn)入聚光鏡的能量；（2）燈泡的平均發(fā)光強(qiáng)度。3、一房間，長寬高分別為5米、3米、3米，一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度為I=60cd的燈掛在天花板中心，離地面2.5米。求（1）燈正下方地板上的光照度；（2）在房間角落處地板上的光照度。Chapter5 色度學(xué)色度學(xué)是研究人眼的是研究人眼的顏色視覺規(guī)律顏色視覺規(guī)律、顏色測(cè)量理論與技術(shù)顏色測(cè)量理論與技術(shù)的學(xué)科，它是一門以的學(xué)科，它是一門以光學(xué)、視覺生理、視覺心理、心理物理等光學(xué)、視覺生理、視覺心理、心理物理等學(xué)科為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)。對(duì)于顏色科學(xué)學(xué)科為基礎(chǔ)的綜合性科

31、學(xué)。對(duì)于顏色科學(xué)的研究，國內(nèi)受到越來越廣泛的重視，國的研究，國內(nèi)受到越來越廣泛的重視，國外也是非常熱門的學(xué)科，它在許多技術(shù)領(lǐng)外也是非常熱門的學(xué)科，它在許多技術(shù)領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。域都有重要應(yīng)用。色度學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)色度學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5Chapter5 經(jīng)過生理醫(yī)學(xué)的研究證明，在正常人眼經(jīng)過生理

32、醫(yī)學(xué)的研究證明，在正常人眼的視網(wǎng)膜上有三種錐體感光細(xì)胞的視網(wǎng)膜上有三種錐體感光細(xì)胞紅、紅、綠綠、藍(lán)藍(lán)三種視色素，相當(dāng)于在人眼的視網(wǎng)膜上作三種視色素，相當(dāng)于在人眼的視網(wǎng)膜上作用著不同光譜響應(yīng)度的三種接收器。當(dāng)光照用著不同光譜響應(yīng)度的三種接收器。當(dāng)光照射到人眼的視網(wǎng)膜上后，可以同時(shí)引起三種射到人眼的視網(wǎng)膜上后，可以同時(shí)引起三種感光細(xì)胞的反應(yīng)。而波長不同時(shí)，反應(yīng)程度感光細(xì)胞的反應(yīng)。而波長不同時(shí)，反應(yīng)程度不同，人眼就產(chǎn)生不同的顏色感覺。不同，人眼就產(chǎn)生不同的顏色感覺。各種顏色的光都可以由紅、綠、藍(lán)三種顏色各種顏色的光都可以由紅、綠、藍(lán)三種顏色按照一定的比例混合而得到按照一定的比例混合而得到，則將紅、，

33、則將紅、綠綠、藍(lán)藍(lán)成為成為三原色三原色。在色度學(xué)中，某種顏色的獲。在色度學(xué)中，某種顏色的獲得是由三原色按照一定的比例混合而成的。得是由三原色按照一定的比例混合而成的。Chapter5 在顏色視覺領(lǐng)域里，通常由在顏色視覺領(lǐng)域里，通常由色調(diào)色調(diào)(H)、明度、明度(V)、飽和度（純、飽和度（純度）度）(C)三個(gè)參數(shù)來描述彩色特性三個(gè)參數(shù)來描述彩色特性色調(diào)色調(diào)：彩色彼此相互區(qū)分的一種特性。：彩色彼此相互區(qū)分的一種特性。明度明度：人眼對(duì)物體明暗的一種感覺。明度除了和亮度有關(guān)外，：人眼對(duì)物體明暗的一種感覺。明度除了和亮度有關(guān)外，還受色調(diào)和背景的影響。如相同的能量，綠光引起人眼的視覺還受色調(diào)和背景的影響。如相同的能量，綠光引起人眼的視覺感覺強(qiáng)度大；同一彩色物體，亮背景的明度高于暗背景的明度感覺強(qiáng)度大；同一彩色物體，亮背景的明度高于暗背景的明度飽和度飽和度：指彩色的純潔性，也稱純度。彩色指黑白系列以外的：指彩色的純潔性，也稱純度。彩色指黑白系列以外的各種顏色，非彩色是指黑色、白色及各種深淺不