光度学中的基本指标 |
您所在的位置:网站首页 › 立体角球面度sr › 光度学中的基本指标 |
光度学与辐射度量学
光度学(Photometry)描述的是人眼视觉感受到的光学强度特性,关键词是“眼睛,人的感觉 ";辐射度量学(Radiometry)描述的是物理上的光学强度特性,关键词是“实际物理能量”。 举个例子,对于一个光源,如果其发出的光能量很高,但都集中在人眼不敏感的红外波段,那么从辐射度量学上面,这个光源很强,但是从光度学方面,这个光源就比较弱。所以人眼对于光谱中不同波长的响应就是两类参数之间转换的关键了。这个值叫 Luminous efficiency,用 \(\nu(λ)\) 表示。因为 555nm 处人眼最灵敏,所以用这个波长的数据作为相对数值的标准,也就是 \(\nu(555nm)=1\);其他波长的 Luminous efficiency 则都是一个小于 1 的相对值。对应的曲线见下左图,数值见下右图。 光通量是光度学上类比于 " 功率 " 的概念,单位是流明(lumen, lm)。光通量对应于辐射度量学上的功率(单位为瓦特 watt, W),二者可以进行换算。 在人眼最灵敏的 555nm 处,流明 (lm) 和瓦特(W)的换算关系常数 \(K_m = 683 lm/W\)。或者说,真实的功率(\(\Phi_e\))为 1 瓦的 555nm 的光,其对应的光通量(\(\Phi\))为 683 lm。对于其他波长,由于人眼不那么灵敏,同样功率为 1W 的光,其光通量是达不到 683 lm 的;或者说同样 1W 的光,我们会觉得其他颜色的光不及 555nm 的亮。波长为 λ 的光的光效率 luminous efficiency 用 \(\nu(\lambda)\) 表示,它代表该波长的光和 555nm 的光的“视觉亮度”比值,值越小,我们会觉得同等物理功率下该波长的光越弱。对于任意波长 λ,如果其功率是 \(\Phi_e(λ)\),那么在光度学上的光通量为: \[\Phi(\lambda) = K_m \cdot \Phi_e(\lambda) \cdot \nu(\lambda) \]如果是希望评价非单色光(如日光灯灯光)的整体光通量,我们需要将所有波长都考虑进来的,相应的辐射度量学中的功率瓦特和光度学中的光通量流明可以如下换算: \[\Phi = \int \Phi(\lambda) \cdot d \lambda = K_m \int\Phi_e(\lambda) \cdot \nu(\lambda) \cdot d \lambda \]照度(Illuminance)照度定义为光通量和光照面积的比值,用于描述单位面积的物体/探测器上接收了多少 " 功率 "(光通量),被“照射”的厉不厉害,单位是勒克斯(lux)。 常见场景下的照度量级:晴天白天 - 十万 lux,阴天白天 - 万 lux,摄影棚 - 千 lux,室内灯光 - 百 lux,路灯夜晚 - 个 lux,满月夜晚 - 0.1lux。 在衡量光探测器的灵敏度时,我们一般是测量在给定光源(波长特性)、给定照度下探测器的探测效率。比如衡量监控相机的弱光成像能力一般是分为暗光级(0.1-0.01lux),月光级(0.01-0.001lux),星光级( |
今日新闻 |
点击排行 |
|
推荐新闻 |
图片新闻 |
|
专题文章 |
CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有 win10的实时保护怎么永久关闭 |