光輻射和光源

1、關(guān)于光輻射與光源第一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 牛頓 惠更斯背景知識第二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月麥克斯韋（1831-1879） 1860年麥克斯韋（C.Maxwell)提出光是電磁波的理論。光在傳播時(shí)表現(xiàn)出波動(dòng)性，如光的干涉、衍射、偏振、反射、折射。 第四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 普朗克（1858-1947） 1900年,普朗克（Max. Planck)提出了輻射的量子論，將諧振子所發(fā)射或吸收的電磁輻射能量加以量子化，他稱呼這種離散能量為量子。第五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月按愛因斯

2、坦理論，光子能量 式中， 為普朗克常數(shù)，真空光速 光具有波粒二象性，既是電磁波，又是光子流。1905年，愛因斯坦（Albert. Einstein)將量子論用于光電效應(yīng)之中，提出光子理論。第六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 電磁波譜光學(xué)譜區(qū)第七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 整個(gè)電磁波譜，波長從10-101014m，包括宇宙射線（10-1010-8m）、射線（10-4m）、x射線（10-2m）、紫外線（210-20.40m）、可見光（0.76m）、紅外光（103m）、微波（106m）、無線電波（1011m）、長波電振蕩（1014m）。 第八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作

3、于2022年6月 我們只研究光輻射波段（極遠(yuǎn)紫外（0.1650.26）、遠(yuǎn)紫外（0.30）、近紫外（0.40）、紫（0.455）、藍(lán)（0.492）、青（0.535）、綠（0.577）、黃（0.597）、橙（0.622）、紅（0.76）、近紅外（1.5）、中紅外（6）、遠(yuǎn)紅外（40）、極遠(yuǎn)紅外（103）。單位（m）第九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光學(xué)譜區(qū)輻射類型波長(m)波長近似尺度頻率(Hz)針尖 單細(xì)胞生物 分子第十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 光輻射波段又分紫外、可見光、紅外光區(qū)，把它們放在一起研究的原因是，它們有相同的輻射與吸收機(jī)理，許多輻射源的光譜分布和接收

4、器的靈敏域都同時(shí)覆蓋這三個(gè)波段。在實(shí)驗(yàn)技術(shù)上，為了接收這些輻射，并聚焦成象，都要使用光學(xué)透鏡 第十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 光輻射的基本概念 在光學(xué)中，用來定量的描述光輻射強(qiáng)度的量有兩類： 輻射度學(xué)量，是用能量單位描述光輻射能的客觀物理量； 光度學(xué)量，是描述光輻射能為平均人眼接收所引起的視覺刺激大小的強(qiáng)度，即光度學(xué)量是具有標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺特性的人眼所接收到的輻射量的度量，它與人的生理學(xué)、心理學(xué)特性直接相關(guān)。 第十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 輻射度參量一般用下腳標(biāo)e表示，光度學(xué)參量則用下腳標(biāo)v表示。 還有一種與人的生理特性相聯(lián)系的描述輻射量的量度系統(tǒng)，叫做色

5、度學(xué)，它將電磁輻射與人的眼睛的顏色視覺特性相聯(lián)系。第十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月一、 輻射度的基本物理量 1 輻射能 Qe 一種以電磁波的形式發(fā)射、傳播或接受的能量。單位：焦耳J2 輻射通量e是輻射能的時(shí)間變化率，單位時(shí)間內(nèi)通過一定面積發(fā)射、傳播或接受的能量，又稱輻射功率Pe。單位：瓦第十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3 輻射強(qiáng)度 Ie 點(diǎn)輻射源在給定方向上通過單位立體角內(nèi)的輻射通量。單位：W Sr-1dP第十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月立體角立體角是以圓錐體的頂點(diǎn)為球心半徑為1的球面被錐面所截得的面積來度量的度量單位。單位為球面度（sterad

6、ian或者Sr）第十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月單位立體角：以O(shè)為球心、R為半徑作球，若立體角截出的球面部分的面積為R2，則此球面部分所對應(yīng)的立體角稱為一個(gè)單位立體角，或一球面度。對于一個(gè)給定頂點(diǎn)O 和一個(gè)隨意方向的微小面積dS ，它們對應(yīng)的立體角為其中為dS 與投影面積 dA的夾角，R為O 到dS中心的距離。第十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例1、球面所對應(yīng)的立體角：根據(jù)定義全球所對應(yīng)的立體角(全球所對應(yīng)的立體角是整個(gè)空間，又稱為4空間.)同理，半球所對應(yīng)的立體角為2空間。第十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月用球坐標(biāo)表示立體角微小面積dS則dS對應(yīng)的

7、立體角為計(jì)算某一個(gè)立體角時(shí)，在一定范圍內(nèi)積分即可。dSdS第十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 由輻射強(qiáng)度的定義可知，如果一個(gè)置于各向同性、均勻介質(zhì)中的點(diǎn)輻射體向所有方向發(fā)射的總輻射通量是P，則該點(diǎn)輻射體在各個(gè)方向的輻射強(qiáng)度I是常量，有第二十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4 輻射照度 Ee 投射在單位面積上的輻射通量。單位：W m-25 輻射出射度 Me 擴(kuò)展輻射源單位面積所輻射的通量（也稱輻射本領(lǐng)）。單位：W m-2第二十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月6 輻射亮度 Le 輻射表面給定方向上單位投影面積內(nèi)發(fā)射的輻射強(qiáng)度。單位：W m-2 Sr-1第二十二張

8、，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月7 光譜輻射量 也稱輻射量的光譜輻射密度。由于輻射源發(fā)出的光輻射由許多不同波長的單色輻射所組成，為了研究不同波長的輻射，需對某一波長的單色光的輻射能量作出相應(yīng)的定義。 光譜輻射量是輻射量隨波長的變化率，是波長的函數(shù)。即單位波長間隔內(nèi)的輻射物理量第二十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月輻射一般由各種波長組成，每種波長的輻通量各不相同。總的輻通量為各個(gè)組成波長的輻通量的總和。下圖為某輻通量的連續(xù)分布曲線。 第二十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光譜輻射通量 光譜輻照度光譜輻射出射度光譜輻

9、射亮度一般的有 第二十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月表11 基本輻射度量的名稱、符號和定義方程名稱符號定義方程單位符號輻射能Qe焦耳J輻射通量，輻射功率e瓦特W輻射強(qiáng)度e瓦特球面度Wsr-1輻射亮度e 瓦特球面度平方米Wm-2 sr-1輻射出射度e瓦特平方米Wm-2輻射照度e瓦特平方米Wm-2第二十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二 光度學(xué)的基本物理量 1、光譜光視效率V（l） 視神經(jīng)對各種不同波長的光的感光靈敏度是不一樣的。人眼對綠光感光最靈敏，對紅光、藍(lán)光靈敏度較低。人眼對各種波長光的平均相對靈敏度，稱之為“標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者”的光譜光視效率，或稱視見函數(shù) 。人眼的感

10、光細(xì)胞：桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞 第二十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月明視覺光譜光視效率 亮度大于3 cd m-2時(shí)的視覺主要由人眼視網(wǎng)膜上分布的錐體細(xì)胞的刺激所引起。V（）的最大值在555nm處。 亮度小于0.001 cd m-2時(shí)的暗視覺光譜光視效率，用表示 ，此時(shí)視覺主要由桿體細(xì)胞的刺激所引起， 的最大值在507nm處。 暗視覺光譜光視效率第二十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、光度學(xué)的物理量 光度量和輻射度量的定義、方程是一 一對應(yīng)的。所不同的只是光度量只適用于可見光區(qū)段（0.40 0.78m），而光輻射度量在整個(gè)電磁波譜范圍內(nèi)都有意義。 光度量與光輻射度量之間的

11、關(guān)系由對應(yīng)的光輻射度量乘以光譜光視效率表示。 第三十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月光譜光視效率V()曲線明視覺第三十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 式中Km稱明視覺最大光譜光視效能，它表示人眼對波長為555nm波長的光輻射產(chǎn)生的光感覺，其值為683lm/W，亦稱光功當(dāng)量。 第三十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 光度學(xué)中最基本的單位是發(fā)光強(qiáng)度的單位坎德拉（cd）,它是國際單位制中七個(gè)基本單位之一，理論性定義，其定義是發(fā)出頻率為5401012Hz（波長為555nm）的單色輻射，在給定方向上的輻射強(qiáng)度為（1/683）W/Sr時(shí)，在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。

12、第三十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 最早定義是1米燭光：將一磅鯨魚油脂制成六支蠟燭，以每小時(shí)120格令的速度燃燒時(shí)，在水平方向的發(fā)光強(qiáng)度為1燭光。（此時(shí)在距蠟燭1米處的照度是1 lx）,上述定義中的格令為質(zhì)量單位從這個(gè)定義可以看出，發(fā)光強(qiáng)度不僅與燃料有關(guān)，而且還與燈芯、火焰高度等因素有關(guān)，因此它的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性都 不高。第三十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 以后用標(biāo)準(zhǔn)燈來復(fù)現(xiàn)與保持發(fā)光強(qiáng)度單位，稱“國際燭光”，但復(fù)現(xiàn)度不高。以后以鉑凝固點(diǎn)黑體作為光度原始標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定其亮度為60熙提（1熙提=1燭光/厘米），這種發(fā)光強(qiáng)度單位稱坎德拉（cd）第三十五張，PPT共九十三頁

13、，創(chuàng)作于2022年6月 操作性定義：在101325牛頓/平方米的壓力下，處于鉑凝固溫度的絕對黑體（2024K）的1/600000平方米表面在垂直方向（法線）上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。1坎就是在單位立體角內(nèi)發(fā)出1流明的光。 第三十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月名稱符號單位符號光量Qv流明秒lms光通量 v流明lm發(fā)光強(qiáng)度v坎德拉cd光亮度v坎每平方米 cdm-2光出射度v流每平方米lmm-2光照度（光強(qiáng)度）v勒克司Lx表12 常用光度學(xué)量的名稱、符號與單位第三十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月耗電量 8W第三十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，PPT共

14、九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 熱輻射(heat radiation)： 任何固體或液體，由于其分子中含有帶電粒子，分子的熱運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致該物體不斷地向外發(fā)射電磁波。這種輻射因?yàn)榕c物體的溫度有關(guān)，故稱為熱輻射。 輻射能量按頻率的分布隨溫度而變 三、 熱輻射的基本物理量第四十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 2. 熱輻射的基本性質(zhì) 任何物體(氣、液、固)在任何溫度下 都有熱輻射； 熱輻射是連續(xù)光譜 各種頻率都有，但強(qiáng)度不同； 輻射總功率(單位時(shí)間輻射總能)和T有關(guān) T (輻射的能量) 熱輻射按頻率(波長)的分布和T有關(guān) T 短波長的電磁波的比例 。第四十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2

15、022年6月 紅外輻射熱象圖 煉鋼的熱輻射第四十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月例如，加熱鐵塊，隨著溫度的升高，由開始發(fā)光暗紅橙色蘭白色。 逐漸升溫 第四十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 3. 平衡熱輻射 物體除了具有發(fā)射電磁波的本領(lǐng)外，還具有吸收和反射電磁波的本領(lǐng)，物體輻射的能量等于在同一時(shí)間內(nèi)所吸收的能量，物體達(dá)到熱平衡，這種熱輻射就稱為平衡熱輻射。 輻射達(dá)到平衡時(shí)， 物體具有固定的溫度。 以下只討論平衡熱輻射。 第四十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 光譜輻射出射度M 也稱單色輻射出射度。 M定義： 單位時(shí)間內(nèi)從 物體單位表面發(fā)出的 波長在 附近

16、單位波長間隔內(nèi)的 電磁波的輻射通量第四十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月M dMd= T單位面積（單位時(shí)間內(nèi)）dM(+d)第四十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 輻射本領(lǐng)(輻射出射度)M(T) 在單位時(shí)間內(nèi)從物體表面單位面積上所輻射的各種波長電磁波能量的總和，稱為該物體的輻射出射度，簡稱輻出度。用M(T)表示，單位為Wm-2 M(T) 和T有關(guān)； 和發(fā)射體材料及表面情況有關(guān)。第四十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 在一定溫度T 時(shí)，物體的輻射出射度和單色輻出度的關(guān)系為第四十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 物體在溫度T時(shí)，在到 +d 范圍內(nèi)的

17、吸收和反射電磁波能量與相應(yīng)波長的入射電磁波能量之比，稱為該物體的單色吸收比和單色反射比，分別用(，T )和 (,T )表示。6.吸收比和反射比(，T ) + (,T )=1第四十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 7. 發(fā)射率 物體的輻射本領(lǐng) 與絕對黑體的輻射本領(lǐng) 之比 第五十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 在任何溫度下對任何波長的入射輻射能的吸收比都等于1的物體稱為 絕對黑體。8. 絕對黑體(blackbody)： 對于絕對黑體 0(，T ) = 1 0(，T ) = 0第五十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 對于平衡熱輻射，物體輻射的能量和吸收的能量相同，

18、因此 黑體也能輻射各種頻率的電磁波 它的輻射本領(lǐng)最大(和非黑體相比) , 且與組成黑體的材料無關(guān) 研究熱輻射規(guī)律，應(yīng)利用M 與材料及表面狀態(tài)無關(guān)的物體。第五十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)表明：一個(gè)好的吸收體 也是一個(gè)好的發(fā)射體 室溫下，反射光 1100K，自身輻射光一個(gè)黑白花盤子的兩張照片第五十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月9. 模擬黑體 不透明材料空腔開一個(gè)小孔。小孔面積遠(yuǎn)小于空腔內(nèi)表面積，射入的電磁波能量幾乎全被吸收。 小孔能完全吸收各種頻率的入射電磁波而成為模擬黑體。 第五十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月打開的窗子近似黑體第五十五張，PPT

19、共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月10. 黑體的光譜輻射出射度 M 的實(shí)驗(yàn)曲線 實(shí)驗(yàn)裝置 黑體 熱電偶 測 M(T )光柵光譜儀T第五十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月實(shí)驗(yàn)曲線特點(diǎn)： 1、是連續(xù)譜 2、M和、T有關(guān) 3、每條曲線有一極值頻率 m (極值波長m) T m m 4、曲線下面積即為M ，隨T單調(diào)增加。第五十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四. 光輻射的基本定律 1. 余弦定律 對理想漫射表面：在任意發(fā)射（漫射、透射）方向上輻射亮度不變。即對任意角Le為定值。通常把具有這種表面的物體叫朗伯輻射體。第五十九張，PPT

20、共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 在朗伯輻射體表面上任取一面元ds，由輻亮度的定義，在法線方向上如其輻射強(qiáng)度為I0，則其輻亮度為而沿與表面成角方向，則所以第六十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 基爾霍夫定律 在任一給定溫度的熱平衡條件下，任何物體的光譜輻射發(fā)射本領(lǐng) 和吸收率 的比值與物質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，只是波長及溫度的普適函數(shù)，且恒等于同溫度下絕對黑體的輻射本領(lǐng)。第六十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 若用M0(T) 表示溫度T下的絕對黑體的單色輻出度,則上式可簡記為 任何物體的單色輻出度和單色吸收比之比,等于同一溫度絕對黑體的單色輻出度,即基爾霍夫定律。第六十二張，PP

21、T共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月由基爾霍夫定律所以，強(qiáng)吸收體必然是強(qiáng)發(fā)射體。 由物體發(fā)射率定義第六十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月五. 光源的基本特性參數(shù) 在光電技術(shù)中，光源往往起著關(guān)鍵的作用。因此，了解光源的基本特性參數(shù)，按實(shí)際需要選擇光源，是我們設(shè)計(jì)光電系統(tǒng)和解決具體光電檢測問題時(shí)成功的關(guān)鍵之一。 第六十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 輻射效率和發(fā)光效率 在給定的12波長范圍內(nèi)，光源發(fā)出的輻射通量與產(chǎn)生這些輻射通量所需的電功率之比，稱為該光源在規(guī)定光譜范圍內(nèi)

22、的輻射效率。所以：我們應(yīng)盡量選用輻射效率較高的光源。 第六十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月在可見光范圍，發(fā)光效率定義為： 第六十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月表13 常見光源的發(fā)光效率光源種類發(fā)光效率（Lm/W）光源種類發(fā)光效率（Lm/W）普通鎢絲燈 818高壓汞燈3040鹵鎢燈1430高壓鈉燈90100普通熒光燈3560球形氙燈3040三基色熒光燈5590金屬鹵化物燈6080LED燈100150激光170第六十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 光譜功率分布 自然光源和人造光源大都是由單色光組成的復(fù)色光。不同光源在不同光譜上輻射出不同的光譜功率，常用

23、光譜功率分布來描述。若令其最大值為1，將光譜功率分布進(jìn)行歸一化，那么經(jīng)過歸一化后的光譜功率分布稱為相對光譜功率分布。第七十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 常見的有4種光譜分布：線狀： 原子光譜帶狀： 分子光譜連續(xù)譜 熱光源光譜混合譜 冷光源光譜，如熒光燈等第七十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 空間光強(qiáng)分布 對于各向異性光源，其發(fā)光強(qiáng)度在空間各方向上是不同的。若在空間某一截面上，自原點(diǎn)向各徑向取矢量，矢量的長度與該方向的發(fā)光強(qiáng)度成正比。將各矢量的端點(diǎn)連起來，就得到光源在該截面上的發(fā)光強(qiáng)度曲線，即配光曲線。 在光學(xué)儀器

24、中，為了提高光的利用率，一般選擇發(fā)光強(qiáng)度高的方向作為照明方向。為了進(jìn)一步利用背面方向的光輻射，還可以在光源的背面安裝反光罩，反光罩的焦點(diǎn)位于光源的發(fā)光中心上。 第七十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 某超高壓球形氙燈的配光曲線第七十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4. 光源的色溫 黑體的溫度決定了它的光輻射特性。對非黑體輻射，它的某些特性?？捎煤隗w輻射特性來近似地表示。對于一般光源，經(jīng)常用分布溫度、色溫或相關(guān)色溫表示 (1)分布溫度 輻射源在某一波長范圍內(nèi)輻射的相對光譜功率分布，與黑體在某一溫度下輻射的相對光譜功率分布一致，那么該黑體的溫度就稱為該輻射源的分布溫度 第七

25、十五張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 (2)色溫 輻射源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光的顏色相同，則黑體的這一溫度稱為該輻射源的色溫。由于一種顏色可以由多種光譜分布產(chǎn)生，所以色溫相同的光源，它們的相對光譜功率分布不一定相同。 (3)相關(guān)色溫 對于一般光源，它的顏色與任何溫度下的黑體輻射的顏色都不相同，這時(shí)的光源用相關(guān)色溫表示。在均勻色度圖中，如果光源的色坐標(biāo)點(diǎn)與某一溫度下的黑體輻射的色坐標(biāo)點(diǎn)最接近，則該黑體的溫度稱為該光源的相關(guān)色溫。 第七十六張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月5. 光源的顏色 光源的顏色包含了兩方面的含義，即色表和顯色性。用眼睛直接觀察光源時(shí)所看到的顏

26、色稱為光源的色表。例如高壓鈉燈的色表呈黃色，熒光燈的色表呈白色。當(dāng)用這種光源照射物體時(shí)，物體呈現(xiàn)的顏色(也就是物體反射光在人眼內(nèi)產(chǎn)生的顏色感覺)與該物體在完全輻射體照射下所呈現(xiàn)的顏色的一致性，稱為該光源的顯色性。國際照明委員會(huì)(CIE)規(guī)定了1 4種特殊物體作為檢驗(yàn)光源顯色性的“試驗(yàn)色”。在我們國家標(biāo)準(zhǔn)中，增加了我國女性面部膚色的色樣，作為第1 5種“試驗(yàn)色”。 第七十七張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 白熾燈、鹵鎢燈、鏑燈等幾種光源的顯色性較好，適用于辨色要求較高的場合，如彩色電影、彩色電視的拍攝和放映，染料、彩色印刷等行業(yè)。 高壓汞燈、高壓鈉燈等光源的顯色性差一些，一般用于道路、

27、隧道、碼頭等辨色要求較低的場合。第七十八張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月六. 光源選擇的基本要求 1.對光源發(fā)光光譜特性的要求 除去那些直接檢測中規(guī)定了光源或輻射源特性的光電檢測系統(tǒng)外，總是要求光源特性滿足檢測的需要。其中重要的要求之一，就是光源發(fā)光的光譜特性必須滿足檢測系統(tǒng)的需要。按照檢測任務(wù)的不同，要求的光譜范圍亦不同，如可見光區(qū)、紫外光區(qū)或紅外光區(qū)等。有時(shí)要求連續(xù)的光譜，有時(shí)又要求幾個(gè)特定的光譜段。系統(tǒng)對光譜范圍的要求都應(yīng)在選擇光源時(shí)給以滿足。第七十九張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 為增大光電檢測系統(tǒng)的信號和信噪比，這里引入光源和光電探測器之間光譜匹配系數(shù)的概念，以

28、此描述兩者之間光譜特性的重合程度或一致性。光譜匹配系數(shù)a定義為 第八十張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月式中 為波長附近單位波長區(qū)間的光輻射通量，即光譜輻射通量； 是光電探測器靈敏度（波長的函數(shù)）。實(shí)際選擇時(shí)，應(yīng)綜合兼顧二者的特性，使匹配系數(shù)盡量大，以充分利用光源。 第八十一張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 對光源發(fā)光強(qiáng)度的要求 應(yīng)能保證光電探測系統(tǒng)正常工作。過低，信噪比太小，無法正常檢測；過高，可能出現(xiàn)非線性，損壞系統(tǒng)。 第八十二張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3. 對光源穩(wěn)定性的要求 對脈沖量，要求脈沖頻率、脈沖持續(xù)時(shí)間、脈沖峰值穩(wěn)定；對相位檢測，與前同；對

29、光量（通量、照度、強(qiáng)度等）檢測，要求光照無脈動(dòng)。4. 其它方面的要求 如燈絲的結(jié)構(gòu)與形狀；發(fā)光面積的大小及構(gòu)成；燈泡玻殼的形狀及均勻性；光源發(fā)光效率及空間強(qiáng)度分布等。 第八十三張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月表14 地面景物的自然照度 天空情況 照度（lx） 天空情況 照度（lx） 陽光直射11.3（105） 滿月 10-1日間晴天（無直射陽光）12 （104） 上下弦月 10-2 陰天 103 無月晴空 10-3 濃云白天 102 無月陰空 10-4 晨昏朦影 101 工作場所 50300 暗晨昏朦影 1 讀書場所 100500第八十四張，PPT共九十三頁，創(chuàng)作于2022年6月表15 常見光源的亮度