理學(xué)光電技術(shù)ppt課件-文庫吧資料
2025-02-27 15:51本頁面
【正文】 約是白熾燈的 2~10倍； ④光色范圍大，如普通高壓汞燈發(fā)光波長大約為 400~500nm，低壓汞燈則為紫外燈，鈉燈呈黃色 （ 589nm），氙燈近日色，而水銀熒光燈為復(fù)色。 光量或輻射量 —— 強(qiáng)度、亮度、照度或通量檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)光源的穩(wěn)定性有較嚴(yán)格的要求。 紫外、紅外測(cè)量 :紫外燈、紅外燈 彩色攝影系統(tǒng) ：選用類似日光色的光源，如鹵鎢燈、氙燈。 ? 對(duì)光源的結(jié)構(gòu)和形狀；發(fā)光面積的大小和構(gòu)成；燈泡玻殼的形狀和均勻性；以及光源的空間分布等也有一些具體要求。 ? 發(fā)光強(qiáng)度必須滿足檢測(cè)系統(tǒng)的要求 。 ? 色溫只能給出這個(gè)光源光色的大概情況，一般來說，色溫高代表藍(lán)、綠光成分多些，色溫低則表示橙、紅光的成分多些。 ? 一種顏色可以由多種光譜分布產(chǎn)生。 ? 在照明和光度測(cè)量系統(tǒng)中，一般選用發(fā)光效率 η v較高的光源。 ? 輻射效率（輻射度學(xué)）和發(fā)光效率（光度學(xué)） ? 在給定波長范圍（ λ1 ～ λ2 ）內(nèi)，某一光源發(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。 13 光源的基本特性參數(shù)和光源的選擇 ? 在光電技術(shù)系統(tǒng)中， 光源 的選擇起著 關(guān)鍵的作用 。K5 例 11 若可以將人體作為黑體，正常人體溫的為℃ ，（ 1）試計(jì)算正常人體所發(fā)出的輻射出射度為多少 W/m2？（ 2）正常人體的峰值輻射波長為多少 μ m？峰值光譜輻射出射度 Me,s,λ m為多少？（ 3）人體發(fā)燒到 38℃ 時(shí)峰值輻射波長為多少？發(fā)燒時(shí)的峰值光譜輻射出射度 Me,s,λ m又為多少？ 解 （ 1）人體正常體的絕對(duì)溫度為T=+273=，根據(jù)斯特藩 波爾茲曼輻射定律，正常人體所發(fā)出的輻射出射度為 24,s,e m/ 2 0 9 ??? ?M? （ 2）由維恩位移定律，正常人體的峰值輻射波長為 Tm2 8 9 8?? (μm)= 峰值光譜輻射出射度為 155se 103091 ??? m, ?Wcm2μm1 = Wcm2μm1 （ 3）人體發(fā)燒到 38℃ 時(shí)峰值輻射波長為 2898 ???m?發(fā)燒時(shí)的峰值光譜輻射出射度為 155,s,e ??? TMm?= 例 12 將 標(biāo)準(zhǔn)鎢絲燈為黑體時(shí) ， 試計(jì)算它的峰值輻射波長 ， 峰值光譜輻射出射度和它的總輻射出射度 。cm2 黑體發(fā)射的總輻射出射度 s,eM? ? ?? 0 4,s,es,e d TMM ???式中， σ 是斯特藩 波爾茲曼常數(shù)，它由下式?jīng)Q定 4282345 π2 ?????? ch k? 波爾茲曼定律 ? 將普朗克公式（ 140）對(duì)波長 λ 求微分后令其等于 0，則可以得到 峰值光譜輻射出射度所對(duì)應(yīng)的波長 λ m與絕對(duì)溫度 T的關(guān)系 為 Tm2 8 9 8?? (μm) 以上三個(gè)定律統(tǒng)稱為黑體輻射定律。 )1e(π252,s,e??kThchcM??? 黑體光譜輻亮度 Le,s,λ和光譜輻強(qiáng)度 Ie,s,λ分別為 )1e(252s,e,??kThchcL???)1e(c o s252s,e,??kThchAcI????圖 12 繪出了黑體輻 射的相對(duì)光譜輻亮度 Le,s,λ r與波長的等溫 關(guān)系曲線。 ? 熱輻射具有連續(xù)的輻射譜 ，波長自遠(yuǎn)紅外區(qū)延伸到紫外區(qū)（光譜區(qū)） ? 輻射能 按波長的 分布 取決于物體的溫度。顯然，黑體的吸收系數(shù)為 1，發(fā)射系數(shù)也為 1。第二種稱為發(fā)光。 ?例 1１ 已知某 HeNe激光器的輸出功率為 3mW， 試計(jì)算其發(fā)出的光通量為多少 lm？ ?解 HeNe激光器輸出的光為光譜輻射通量 ，根據(jù)式 （ 156） 可以計(jì)算出它發(fā)出的光通量為 ?Φv,λ=KmV(λ )Φe,λ ? =683 3 103 ? =(lm) 物體熱輻射 物體通常以兩種不同形式發(fā)射輻射能量 。 對(duì)發(fā)光強(qiáng)度為 1cd的點(diǎn)光源，向給定方向 1球面度 (sr)內(nèi)發(fā)射的光通量定義為 1流明（ lm）。 ? ? ? ? ??? dVXKX emv ?? 780380? ? ? ? ? ???? VK emv ??? 發(fā)光強(qiáng)度 的單位是坎德拉 （ candela） ， 簡稱為坎 [cd]。在暗視覺條件下 ,光波長為 507nm時(shí)
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