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物理量和单位的概念与应用

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:单个光子的能量取决于联合电磁波的波长,而与知觉亮度相关的光强取决于每个单位时间和面积的光子数。表4.1 基本辐射量和光度量对于明视觉,辐射度量到光度量的转换由下式给出:式中,V(λ)作为眼睛的明视光谱发光效率函数,它计算眼睛随着波长的反应变化关系。明视觉相对光谱发光效率曲线峰值为555nm。

物理量和单位的概念与应用

单个光子的能量取决于联合电磁波的波长,而与知觉亮度相关的光强取决于每个单位时间和面积的光子数。对于可见光,人眼对不同波长电磁波的感觉就是颜色。人眼可见色光波长范围为380~780nm。这个范围内波长相对均衡的混合光被认为无色或者单色。单色光的唯一属性就是光量或者单色光的强度。相关感知就是介于白色和黑色之间的灰度值。

亮度对光强度的感知是很主观的测量,且亮度测量与彩色没有关系,光辐射的物理属性是可以测量的。辐射通量是辐射源放射出的总能量,以瓦特(W)和辐照度(W/m2)计量,辐照度即每单位面积通过光电检测器(见表4.1)获得的能量。考虑到人眼的光谱响应,辐射度量可以转换成光度量(lm)和照度(lm/m2或lx)。

表4.1 基本辐射量和光度量

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对于明视觉,辐射度量到光度量的转换由下式给出:

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式中,Vλ)作为眼睛的明视光谱发光效率函数,它计算眼睛随着波长的反应变化关系。明视觉相对光谱发光效率曲线峰值为555nm(见图4.2)。该曲线是由国际照明委员会(CIE)规范化的;Vλ)的表值可以在参考文献[121]中找到。

把辐射能量转换成电信号是光电探测器的任务。4.3节概述了成像检测器的基本特性,这种检测器和图像的辐射度量解释相关,重点是在可见光范围内使用的技术。

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图4.2 对于“标准”光适应的眼睛,用光谱发光效率函数表示适亮视觉Vλ

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