? 輻射度量 基礎知識-杭州遠方光電信息股份有限公司

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    技術服務

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    基礎知識

    2011.07.15
    輻射度量 基礎知識

     輻射度量是用能量單位描述輻射能的客觀物理量。光度量是光輻射能為平均人眼接受所引起的視覺刺激大小的度量。即光度量是具有平均人眼視覺響應特性的人眼所接收到的輻射量的度量。因此,輻射度量和光度量都可定量地描述輻射能強度,但輻射度量是輻射能本身的客觀度量,是純粹的物理量;而光度量則還包括了生理學、心理學的概念在內。


          很長時間以來,國際上所采用的輻射度量和光度量的名稱、單位、符號等很不統一。國際照明委員會(CIE)在1970年推薦采用的輻射度量和光度量單位基本上和國際單位制(SI)一致,并在后來為越來越多的國家(包括我國)所采納。 下表列出了基本的輻射度量的名稱、符號、定義方程及單位、單位符號。


       
     (1) 輻射能(Q)


          簡稱輻能,描述以輻射的形式發射、傳輸或接收的能量,單位焦耳(J)。 當描述輻射能量在一段時間內積累時,用輻能來表示,例如:地球吸收太陽的輻射能,又向宇宙空間發射輻射能,使地球在宇宙中具有一定的平均溫度,則用輻能來描述地球輻射能量的吸收輻射平衡情況。 為進一步描述輻射能隨時間、空間、方向等的分布特性,分別用以下輻射度量來表示。


     (2) 輻能密度(w) 
          定義為單位體積元內的輻射能,即


                                
     (3) 輻射通量(Φ , P )   


          定義為以輻射的形式發射、傳輸或接收的功率,用以描述輻能的時間特性。實際應用中,對于連續輻射體或接收體,以單位時間內的輻射能,即輻射通量表示。因此,輻能量是一個十分重要的輻射度量。例如,許多光源的發射特性;許多輻射接收器的響應值不取決于輻射能的時間積累值,而取決于輻射通量的大小。


                                   
     (4) 輻射強度(I) 
           定義為在給定傳輸方向上的單位立體角內光源發出的輻射通量,即


                                  
           輻射強度描述了光源輻射的方向特性,且對點光源的輻射強度描述具有更重要的意義


     (5) 輻亮度 (L)


           定義為光源在垂直其輻射傳輸方向上單位表面積單位立體角內發出的輻射通量,即


                                     
          輻亮度在光輻射的傳輸和測量中具有重要的作用,是光源微面元在垂直傳輸方向輻強度特性的描述。例如,描述螺旋燈絲白熾燈時,由于描述燈絲每一局部表面(燈絲、燈絲之間的空隙)的發射特性常常是沒有實用意義的,而把它作為一個整體,即一個點光源,描述在給定觀測方向上的輻射強度;而在描述天空輻射特性時,希望知道其各部分的輻射特性,則用輻亮度可描述天空各部分輻亮度分布的特性。


      (6) 輻射出射度 (M) 
            定義為離開光源表面單位面元的輻射通量,即


                                      
            面元所對應的立體角是輻射的整個半球空間。例如,太陽表面的輻射出射度指太陽表面單位表面積向外部空間發射的輻射通量。

     
      (7) 輻照度 (E) 
            定義為單位面元被照射的輻射通量,即


                                      
            輻照度和輻射出射度具有相同的定義方程和單位,但卻分別用來描述微面元發射和接收輻射通量的特性。如果一個表面元能反射入射到其表面的全部輻射通量,那么該面元可看作是一個輻射源表面,即其輻射出射度在數值上等于照射輻照度。


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