幾何光學成像2023/4/31第1頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四§

1.成像1.1同心光束實像和虛像（1）同心光束：各光線本身或其延長線交于同一點的光束。在各向同性介質中它對應于球面波。（2）光具組：由若干反射面或折射面組成的光學系統(tǒng)。（3）物點，像點：一個以Q點為中心的同心光束經光具組的反射或折射后轉化為另一以Q’點為中心的同心光束，光具組使Q成像于Q’。Q稱為物點，Q’稱為像點。（4）若出射的同心光束是會聚的，稱像點Q’為實像；（5）若出射的同心光束是發(fā)散的，稱像點Q’為虛像。2023/4/32第2頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四實物成實像實物成虛像虛物成實像虛物成虛像光具組QQ’光具組QQ’光具組QQ’光具組QQ’2023/4/33第3頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四1.2物像之間的共軛性和等光程性物點Q和像點Q’之間各光線的光程都相等。QQ’2.由費馬原理可導出一個重要結論：物象之間的等光程性1.物像共軛性2023/4/34第4頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四1.3等光程面（1）反射等光程面給定兩點Q和Q‘，若有這樣的一個曲面，凡是從Q出發(fā)經它反射或折射后達到Q‘的光線都是等光程的曲面。平面鏡對任何物點都是等光程面2023/4/35第5頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四(2)其他的反射等光程面都是旋轉二次曲面旋轉橢球面：兩焦點共軛，皆實或皆虛。可用于聚光，極特殊情況用于成像。旋轉雙曲面：兩焦點共軛，一實一虛。旋轉拋物面：焦點和軸上無限遠點共軛，可實可虛。廣泛使用（發(fā)射或接收）。2023/4/36第6頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四nn(n

<n)（3）折射等光程面和齊明點笛卡爾卵形面：四次曲面，給定后只有一對共軛點。折射球面，有一對共軛點，稱為齊明點(不暈點)。C..Q.Q.Mr實際使用的折射面幾乎全是球面

(加工，照顧多點

)近來個別照相機用了非球面透鏡2023/4/37第7頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四§2共軸球面組傍軸成像共軸球面組：由球心在同一直線上的一系列折射或反射球面組成的光具組叫做共軸球面光具組。光軸：各球心的聯線叫做它的光軸。傍軸光線：參加成像的光線限制在光軸附近。2023/4/38第8頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.1光在單球面上的折射由

推導成像公式

和

，

，

，

2023/4/39第9頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四利用可得：這就是準確的物像關系式或成像公式2023/4/310第10頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四

后

（2）為了保持出射光束的同心性，必須近似處理討論：令

則有可得：已知時，給定同心光束的

隨變化，出射光束喪失了同心性。（1）高斯公式2023/4/311第11頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四1.平行于主軸的入射光線折射后與主軸相交的位置稱為球面界面的像方焦點

，從球面頂點A到像方焦點的距離稱為像方焦距．2.軸上無窮遠像點的共軛點稱為物方焦點，記著F，從球面頂點A到物方焦點的距離稱為像方焦距f．2.2軸上物點成像焦距、物像距公式（2.19）式中令:得物、像方焦距公式:和，物方焦距：物方焦點：，有，像方焦距：像方焦點：，有2023/4/312第12頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四，物方焦距：物方焦點：，有，像方焦距：像方焦點：，有（2.20）（2.21）物像距公式的另一個表達式：（2.22）2023/4/313第13頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.3單球折射面成像的符號法則

3）若入射光由右向左傳播時，符號法則與上述規(guī)定相反4）各個量在繪圖中均用絕對值標示，實物（像）距均大于零，虛物（像）距均小于零。

入射光從左向右傳播時

1）若

和

點在A點的左方，

則

，若

和

點在A點的右方，

則

，則，，、

2）若

和

點在A點的左方，

則，，、

若

和

點在A點的右方，

2023/4/314第14頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.4單球反射面成像的符號法則

入射光從左向右傳播時

1）若

和點在A點的左方，

則，2）其余規(guī)定與單球折射面成像的符號法則相同

若

和點在A點的右方，

則，2023/4/315第15頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.5單球反射面成像公式

此時和兩個焦點重合

QPy符號規(guī)則，修改一條：像距s

及焦距f

也以在A之左為正（實為正）。在折射的公式中，將s

和f

分別換成－s

和－f

即得現在的公式。也可僅讓n=－n即可。2023/4/316第16頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.6傍軸物點成像

物高和像高的符號法則：或若或點在光軸上方，則

或若或點在光軸下方，則

軸外共軛點的旁軸條件：2023/4/317第17頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.7橫向放大率公式

定義：

橫向放大率公式的推導：，，用類似方法可以得到反射球面的橫向放大率公式：2023/4/318第18頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四討論：（3）若，則為實像。

若

，則為放大像。（1）若，則為正立像。（2）若

，則為縮小像。若，則為倒立像。若，則為虛像。

2023/4/319第19頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.8逐次成像方法

將推廣可得過渡關系：

2023/4/320第20頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四逐次成像的步驟：1）繪圖，并確定第一次成像的入射光線方向及計算起點；2）確定第一次成像的各個已知量的正負和大??；3）代入相應成像公式計算；4）檢查結果是否合理；5）利用過渡關系求出下次成像的物距，重復上述步驟逐次成像。2023/4/321第21頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四注意：（1）光線反向時過渡關系不變；（2）多次成像的總放大率等于各次放大率的積，證明，以三次成像為例：

2023/4/322第22頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.9拉格朗日-亥姆霍茲定理1.從光軸到光線的的方向為逆時針時交角u為正，順時針時交角u為負。有又最后：拉格朗日-亥姆霍茲定理2023/4/323第23頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2.10例題

如圖所示，玻璃球的曲率半徑為，折射率為觀看此玻璃球時發(fā)現球內有一個氣泡位于球心C和頂點A，連線的中點，求氣泡距頂點A的距離？解：入射光線從左向右傳播，計算起點為頂點A已知：

，，求:

代入公式

得

是實物成虛像，

實物位于頂點A左方

處A

C

Q

Q’

?=s2023/4/324第24頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四§3薄透鏡3.1薄透鏡的焦距公式

1）薄透鏡定義：2）光心：2023/4/325第25頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四

1）焦距公式的推導，消去

和可得：

有：

，，2023/4/326第26頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四；

可得：2023/4/327第27頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四若

則：

若則：

磨鏡者的公式2023/4/328第28頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2）正（會聚）透鏡和負（發(fā)散）透鏡由的正負確定3）凸透鏡和凹透鏡由中央和邊緣的厚薄比較確定4）注意：（1）應根據入射光的傳播方向正確選擇

的取值（2）

時：凸即為正（會聚），凹即為負（發(fā)散）時則相反

2023/4/329第29頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四◆判斷透鏡會聚光束還是發(fā)散光束，不能單看透鏡的形狀，還要看透鏡兩側的介質。凸透鏡是會聚透鏡(a)，凹透鏡是發(fā)散透鏡(c)；凹透鏡是會聚透鏡(d)，凸透鏡是發(fā)散透鏡(b)。顯然，當透鏡放在空氣中時，薄凸透鏡會聚光束，薄凹透鏡發(fā)散光束。(a)(b)(c)(d)為什么？課下思考(從像方焦距公式考慮)2023/4/330第30頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3.2薄透鏡成像的高斯公式

由焦距公式可得：

時，2023/4/331第31頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四在之左，物點

在之左，3.3薄透鏡成像的符號法則

1）計算起點是光心O時，符號法則與單球折射面的相同2）計算起點分別是

，且當入射光從左向右傳播時，則

；3）其它方面與單球折射面的符號法則相同在之右，則

；像點

則

；在之右，則

；2023/4/332第32頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3.4薄透鏡成像的牛頓公式

如圖：代入高斯公式可得：，

薄透鏡成像的物像關系圖

2023/4/333第33頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3.5薄透鏡成像的橫向放大率公式由：

得：

由于，

即得：若則有：

2023/4/334第34頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3.6密接薄透鏡組

定義：

求密接薄透鏡組的焦距：

，

，

，

;

，

2023/4/335第35頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四光焦度

定義：

光焦度的單位是屈光度（diopter，記為D）例如：

這個眼鏡的度數為200度由：得：2023/4/336第36頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3.7焦面

物方焦面；

像方焦面；主光軸與副光軸焦面性質：1)從物方焦面上一點發(fā)出的同心光束經過薄透鏡后出射光束為平行光束2)入射的平行光束經薄透鏡后出射光束會聚在像方焦面上一點2023/4/337第37頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3.8特殊光線和任意光線作圖法

（1）特殊光線作圖法：利用三條特殊光線作圖凸透鏡凹透鏡2023/4/338第38頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四（2）一般光線作圖法：利用一條特殊光線和焦面性質，找到任意入射光線的出射共軛線。作圖法求軸上物點的像2023/4/339第39頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3.9薄透鏡逐次成像的計算法和作圖法1）計算法與單球折射面逐次成像的計算方法相同

2）作圖法的步驟如下：（2）第一次利用特殊光線作圖法做圖（3）以后各次均利用任意光線作圖法做圖（4）按比例測量成像后的各個待求量的值（5）每次均應檢驗，再進行下一次做圖（1）按比例繪出初始光路圖，在圖中標出

、、等已知點和已知光線2023/4/340第40頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四小物放在

20厘米和40厘米，

3.10例題1

如圖，凸透鏡和凹透鏡

的焦距分別為

在右面40厘米處，傍軸

左面30厘米處，求它的像。

2023/4/341第41頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四計算法：第一次成像：

倒立、放大的實像第二次成像：正立、放大的實像

總放大率：

最后成像為倒立、放大的實像，右方40厘米處。

位于2023/4/342第42頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四作圖法：第一次利用特殊光線作圖第二次利用任意光線作圖2023/4/343第43頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四在制作氦氖激光管的過程中，往往采用內調焦平行光管粘貼凹面反射鏡，其光學系統(tǒng)如圖所示，圖中是目鏡

的焦點，是物鏡的焦點。已知目鏡和物鏡的焦距均為2cm，凹面鏡的曲率半徑為8cm。（1）調節(jié)，使與之間的距離為5cm，與之間的距離為10cm，試求位于前1cm的叉絲P經光學系統(tǒng)后所成像的位置。（2）當與之間的距離仍為5cm時，若人眼通過目鏡能觀察到一個清晰的叉絲像，與之間的距離應為多少？(6cm)(-4cm、2cm可觀察到兩個像)例題11

2023/4/344第44頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四【解】（1）P對L1直接成像；成像于L1前4cm處其次P依次對L2、L3、L2、L1成像，最后成像于L1后2cm處故從目鏡中可看到兩個像（2）要想觀察到一個清晰的像必須滿足：上述P依次對L2、L3、L2、L1所成的像與P對L1直接成的像重合，即P依次對L2、L3、L2所成的像與P重合2023/4/345第45頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四§4理想光具組理論4.1理想成像：擴展物的每一點都嚴格成像(物方的每個同心光束轉化為像方的一個同心光束)。滿足這種要求的成像系統(tǒng)稱為理想系統(tǒng)。(共軸球面)理想系統(tǒng)的基本性質

(麥克斯韋條件)：(1)物方每個點、線、面對應像方一個點、線、面（共軛點、線、面）。(2)垂直于光軸的平面的共軛面也是垂直于光軸的平面。(3）

一對共軛平面上的橫向放大率是一常數(這面上物、像保持幾何相似)。單球面，在傍軸近似下滿足上述條件。共軸球面系統(tǒng)傍軸光線光學——

高斯光學理想光具組理論2023/4/346第46頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四主面和主點：橫向放大率為+1的一對共軛平面叫做系統(tǒng)的主平面，它們與光軸的交點H、H稱為主點。焦點和焦面：與無窮遠像平面共軛的物方焦面（軸上交點為物方焦點）；與無窮遠物平面共軛的像方焦面（軸上交點為像方焦點）；4.2共軸理想光具組的基點和基面2023/4/347第47頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四節(jié)點定義：光軸上光線角放大率W＝1的兩個共軛點叫做節(jié)點，記為N和N。通過兩個節(jié)點且垂直于主光軸的平面分別叫做物方節(jié)平面和像方節(jié)平面。從物方節(jié)點到物方主焦點之距離，稱為物方焦節(jié)距，用SN表示。從像方節(jié)點到像方主焦點之距離，稱為像方焦節(jié)距，用SN’表示。2023/4/348第48頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四為了弄清節(jié)點和焦點、主點的關系，我們看下圖中的兩條平行入射光線，一條MN指向物方節(jié)點N，另一條通過物方焦點F。2023/4/349第49頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四4.3物像關系高斯公式牛頓公式橫向放大率光線角放大率亥姆霍茲公式2023/4/350第50頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四例題3.（1）作圖法（2）公式計算由得代入（2.62）式和（2.64）式，得2023/4/351第51頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四§5光學儀器5.1投影儀器放大率成放大、倒立、實像

特點：畫片在物方焦面外附近，物距像距2023/4/352第52頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四

特點：物在遠處，感光底片在像方焦面附近，像距5.2照相機成縮小、倒立、實像景深2023/4/353第53頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四5.3眼睛作為接收器，感覺約390nm～760nm只能辨別和比較，不能測量光強大小視覺暫留時間：1/16秒2023/4/354第54頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四一、人眼的結構瞳孔→2023/4/355第55頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四簡化眼：從幾何光學的觀點來看，人眼是一個有不同介質構成的共軸光具組，這一光具組能在視網膜上形成清晰的像。由于這一共軸光具組結構很復雜，因此在許多情況下，往往將人眼簡化為只有一個折射球面的簡化眼。正常的眼睛在適當的照明下，觀察眼前處的物體是不費力的，而且能看清楚物體的細節(jié)，稱這個距離為明視距離。明視距離：2023/4/356第56頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四（1）眼睛的特點：像距基本不變，通過焦距變化來實現清楚成像（2）遠點和近點：

眼睛肌肉完全松弛和最緊張時所能清楚看到的點（3）明視距離：（4）視角：物體對眼睛中心的張角稱為視角，記為：

2023/4/357第57頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四（5）最大視角：（6）人眼的最小分辨角：

定義視角的意義：能夠分辨的最近兩點對眼睛所張視角2023/4/358第58頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四5.4放大鏡的視角放大率

放大鏡：放大鏡的特點：*放大鏡的焦深：

2023/4/359第59頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四可知：是一個很小的值，2023/4/360第60頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四放大鏡的視角放大率：2023/4/361第61頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四

5.5顯微鏡的視角放大率1）定義：

2）結構和光路：特點：為光學筒長

2023/4/362第62頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四視角放大率：

順時針取正值，逆時針取負值，均為銳角視角正負的規(guī)定：

，

顯微鏡的放大本領等于物鏡的橫向放大率和目鏡放大本領的乘積。2023/4/363第63頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四負號表示像是倒立的例2023/4/364第64頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四5.6望遠鏡1）定義：2）結構和光路：特點：

2023/4/365第65頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四望遠鏡的視角放大率：負號表示像是倒立的

開普勒和伽利略望遠鏡：若，稱為開普勒望遠鏡；若，稱為伽利略望遠鏡。

2023/4/366第66頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四開普勒望遠鏡所成的像為倒像，伽利略望遠鏡所成的像為正像。開普勒望遠鏡伽利略望遠鏡2023/4/367第67頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四反射式大型天文望遠鏡

主鏡：拋物面鏡。2023/4/368第68頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四望遠系統(tǒng)的用途：(1)給出足夠的視角放大率M，以便分辨遠處物體的細節(jié)。(2)大孔徑。這有兩方面的作用：(a)接收足夠多的光能量，使遙遠的、較暗的物點也能被看到或拍照;(b)提高受衍射限制的分辨本領。(孔徑與M有效)(3)由轉動角度測二方向間的夾角(大地測量儀器，光譜儀器中的觀察裝置等)。(以上的放大鏡、顯微鏡和望遠鏡都屬于助視儀器。)2023/4/369第69頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四哈勃望遠鏡其主體為長13米、直徑4.3米的圓筒，望遠鏡主鏡口徑2.4米，總重量為12.5噸，研制歷時13年，耗資21億美元，2023/4/370第70頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四5.7棱鏡光譜儀

1）定義：2）結構與光路：3）角色散本領：白光

紫

紅

，2023/4/371第71頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四稱為色散率，它由棱鏡材料的性質確定。

2023/4/372第72頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四§6光闌1）光闌定義：

光具組內光學元件的邊緣、框架或特別設置的帶孔屏障稱為光闌。2）光闌的種類：

孔徑光闌和視場光闌，所謂視場就是能成像的物面范圍。2023/4/373第73頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3）孔徑光闌和視場光闌對軸上物點光束的口徑（立體角或者發(fā)光截面）限制得最多的光闌稱為孔徑光闌(有效光闌)。

對光具組成像的視場限制最多的光闌稱為視場光闌。2023/4/374第74頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四4）注意：

孔徑光闌限制成像物點的光束口徑，視場光闌限制成像的物面范圍，即物點個數。

2023/4/375第75頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四5）確定孔徑光闌的方法(1)把光具組中所有光闌當作物，逐個地相對其前方系統(tǒng)成像。2023/4/376第76頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四由軸上物點向每個像的邊緣引直線，其中與主光軸所夾銳角最小的即為入射孔徑角，

對應的像即為入射光瞳，入射光瞳對應的共軛物即為孔徑光闌。2023/4/377第77頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四（3）將孔徑光闌向其后方系統(tǒng)成像，即為出射光瞳。由軸上像點出射光瞳邊緣連直線，與主光軸所夾銳角即為出射孔徑角。2023/4/378第78頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四6）注意：（1）只能向像的邊緣連線來比較誰對光束孔徑限制得最厲害。

（2）孔徑光闌的位置與軸上物點的位置有關。（3）考察的是對軸上物點通光孔徑的限制程度。（4）物點在無窮遠處時，往往可以直接比較來確定。（5）確定孔徑光闌有兩種方法：計算法和作圖法。

2023/4/379第79頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四7）孔徑光闌、入射光瞳和出射光瞳三者之間的關系和各自的作用孔徑光闌、入射光瞳和出射光瞳三者之間的關系是物像共軛關系?？讖焦怅@的作用是控制光束的入射和出射能量，大多數情況下間接實施控制。對入射光束的直接控制由入射光瞳來承擔，對出射光束的直接控制由出射光瞳來承擔。2023/4/380第80頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四8）主光線和漸暈現象：主光線的定義：通過入射光瞳中心、有效光闌中心和出射光瞳中心的光線稱為主光線。每個物點僅對應一條主光線。漸暈現象：像面邊緣逐漸變暗的現象。12341324a

D’1D2D’2D1物面入窗視闌入瞳出窗出瞳孔闌像面L2023/4/381第81頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四9）視場光闌的定義對軸外物點的主光線限制最多的光闌稱為視場光闌。12341324a

D’1D2D’2D1物面入窗視闌入瞳出窗出瞳孔闌像面L2023/4/382第82頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四10）視場光闌的確定方法（1）由入射光瞳中心向由前方系統(tǒng)所成像的邊緣引直線，其中與主光軸夾角最小的銳角稱為入射視場角

，

對應的像為入射窗，入射窗對應的共軛物即為視場光闌。12341324a

D’1D2D’2D1物面入窗視闌入瞳出窗出瞳孔闌像面L2023/4/383第83頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四（2）視場光闌經后方系統(tǒng)所成的像稱為

出射窗。出射窗的邊緣與出射光瞳中心的連線與主光軸所夾銳角稱為

出射視場角

12341324a

D’1D2D’2D1物面入窗視闌入瞳出窗出瞳孔闌像面L2023/4/384第84頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四11）注意：

在一個完整的光學系統(tǒng)中（兩個以上光學器件組成的光學系統(tǒng)），

孔徑光闌和視場光闌不能由同一個器件兼任。2023/4/385第85頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四12）視場光闌，入射窗和出射窗之間的關系視場光闌，入射窗和出射窗三者之間的關系是物像共軛關系。

12341324a

D’1D2D’2D1物面入窗視闌入瞳出窗出瞳孔闌像面L2023/4/386第86頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四視場光闌對物面范圍和像面范圍大小都能限制，大多數情況下間接實施控制，對物面范圍的直接限制由入射窗來承擔，對像面范圍的直接限制由出射窗來承擔。12341324a

D’1D2D’2D1物面入窗視闌入瞳出窗出瞳孔闌像面L2023/4/387第87頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四例題：孔徑都等于4cm的兩個薄透鏡組成同軸光具組，一個透鏡是會聚的，其焦距為5cm；另一個是發(fā)散的，其焦距為10cm。兩個透鏡中心的距離為4cm。對于會聚透鏡前面6cm處的物點，試問：

(1)哪一個透鏡是有效光闌？

(2)入射光瞳和出射光瞳的位置在哪里？其大小各等于多少？2023/4/388第88頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四（1）將發(fā)散透鏡作為物對凸透鏡成像：代入高斯公式像高發(fā)散透鏡經會聚透鏡所成的像對物點所張的孔徑角為2023/4/389第89頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四（2）L1為入射光瞳，其直徑為4cm。會聚透鏡對物點所張的孔徑角為所以會聚透鏡為同軸光具組的有效光闌L1經L2成的像為出射光瞳，其位置和大小分別為：2023/4/390第90頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四§7光度學基本概念1）光度學和輻射度學光度學：研究光的強弱的學科輻射度學：研究各種電磁輻射強弱的學科2023/4/391第91頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四2）輻射能通量（輻射功率）和輻射能通量的譜密度單位時間內光源發(fā)出或通過一定接收截面的輻射能

單位：瓦

輻射能通量的譜密度：

輻射能通量的定義：2023/4/392第92頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四3)視見函數定義：

V=1實驗表明：

要引起與1mw的5550A的綠光相同亮暗感覺的4000A紫光需要2.5w.時，

，

在4000A---7600A范圍以外，V實際上已趨于02023/4/393第93頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四4)適光性和適暗性視見函數由于眼睛里的圓錐和圓柱視神經細胞在分別起作用，形成了適光性和適暗性視見函數。在昏暗的環(huán)境中，視見函數的極大值朝短波方向移動。所以在月光朦朧的夜晚，總感到周圍的一切籠罩了一層藍綠的色彩。2023/4/394第94頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四5)光通量定義：

光源發(fā)出的輻射能通量通過視見函數的權重因子折合成對人眼起作用的有效視覺強度稱為光通量。單位：流明，

記作：

有：

或者：

最大光功當量，

2023/4/395第95頁，共109頁，2023年，2月20日，星期四6)發(fā)光強度和輻射強度（1）點光源和面光源：（2）發(fā)光強度I：單位立體角內發(fā)出的光通量，

單位：坎德拉，

其中

，