辐射度 光度与色度及其测量PDF电子书下载

第一篇 基础篇 3

绪论 3

第1章 辐射度量、光度量基础 6

1.1 辐射度量 6

1.1.1 立体角 6

1.1.2 辐射度量的名称、定义、符号及单位（GB 3102.6 —1982） 7

1.2 光度量 9

1.3 人眼的视觉特性 10

1.3.1 人眼的构造 10

1.3.2 人眼的黑白视觉特性 13

1.3.3 人眼的颜色视觉特性 25

1.3.4 颜色视觉理论 28

1.4 朗伯辐射体及其辐射特性 30

1.4.1 朗伯余弦定律 31

1.4.2 朗伯体辐射出射度与辐亮度的关系 31

1.5 几种典型光辐射量的计算公式 32

1.5.1 点源对微面元的照度 32

1.5.2 点源向圆盘发射的辐射通量 33

1.5.3 面辐射在微面元上的辐照度 33

1.5.4 朗伯辐射体产生的辐照度 34

1.5.5 成像系统像平面的辐照度 35

习题与思考题 36

第2章 热辐射定律及辐射源 38

2.1 黑体辐射的基本定律 38

2.1.1 基尔霍夫定律 38

2.1.2 黑体辐射定律 40

2.2 黑体辐射的计算 42

2.3 辐射体的温度 43

2.3.1 分布温度 44

2.3.2 色温和相关色温 45

2.3.3 辐亮度温度 46

2.3.4 辐射温度 47

2.4 辐射源 47

2.4.1 人工标准黑体辐射源 47

2.4.2 自然辐射源 50

2.4.3 人工辐射源 54

2.4.4 标准照明体和标准光源 69

2.4.5 色温变换及光谱能量分布特性的改变 73

习题与思考题 77

第3章 光辐射探测器 79

3.1 光辐射探测器的性能参数 80

3.1.1 响应度 80

3.1.2 噪声及其评价参数 82

3.2 光电探测器 87

3.2.1 光电管和光电倍增管 87

3.2.2 光伏探测器 90

3.2.3 光导探测器 93

3.2.4 典型光电成像探测器 96

3.3 热探测器 97

3.3.1 热电偶和热偶堆 99

3.3.2 测辐射热计 100

3.3.3 热释电探测器 100

3.3.4 非制冷红外焦平面探测器 101

习题与思考题 103

第4章 辐射在空间中的传输 104

4.1 光辐射能在空间中传输的基本定律 104

4.1.1 辐亮度和基本辐亮度守恒 104

4.1.2 辐射换热角系数 105

4.1.3 光辐射在光学系统内的传输 108

4.2 光辐射在传输介质界面的反射与透射 110

4.2.1 在光滑界面上的反射和透射 111

4.2.2 光辐射能在粗糙表面的漫反射 114

4.3 光辐射能在介质中传输时的吸收和散射 116

4.3.1 光辐射能在介质中传输的一般规律 116

4.3.2 辐射在大气中传输的消光 117

习题与思考题 122

第5章 色度学的技术基础 124

5.1 颜色匹配 124

5.1.1 色光匹配实验 124

5.1.2 格拉斯曼定律 125

5.1.3 颜色匹配方程 126

5.1.4 三刺激值和色品图 126

5.2 CIE 1931标准色度系统 128

5.2.1 CIE 1931 RGB系统 128

5.2.2 CIE 1931 XYZ标准色度系统 130

5.2.3 颜色空间及色度系统的转换 133

5.3 CIE 1964补充标准色度系统 135

5.4 CIE色度计算方法 137

5.4.1 三刺激值及色品坐标的计算 137

5.4.2 颜色相加的计算 138

5.4.3 主波长和色纯度 139

5.5 均匀颜色空间 141

5.5.1 颜色分辨力 142

5.5.2 均匀明度标尺 144

5.5.3 均匀色度标尺——CIE 1960 UCS均匀色品图 145

5.5.4 CIE 1964 W＊U＊V＊均匀色空间及色差公式 146

5.5.5 CIE 1976均匀色空间及色差公式 148

5.5.6 色差公式 150

5.6 同色异谱程度的评价 153

5.6.1 同色异谱色 153

5.6.2 CIE同色异谱程度的评价方法 156

5.7 CIE光源显色指数 159

5.7.1 光源的显色性 159

5.7.2 CIE光源显色指数计算方法 160

5.7.3 常用光源的一般显色指数 162

5.8 色序系统 162

5.8.1 孟塞尔系统 162

5.8.2 自然色系统 168

5.8.3 OSA均匀色标 169

5.9 CIE CAM02色貌模型 171

5.9.1 色貌属性和色貌现象 171

5.9.2 色适应变换 174

5.9.3 CAM02色貌模型 176

习题与思考题 180

第二篇 仪器与实验篇 185

第6章 辐射测量的基本仪器 185

6.1 光度导轨 185

6.2 积分球 187

6.3 单色仪 190

6.3.1 棱镜单色仪 191

6.3.2 光栅单色仪 194

6.3.3 使用单色仪的几个问题 198

6.4 分光光度计和光谱辐射计 200

6.4.1 分光光度计 200

6.4.2 光谱辐射计 203

6.5 傅里叶变换光谱仪 203

习题与思考题 208

第7章 光辐射测量系统的性能及其测量 209

7.1 测量系统的响应度 210

7.1.1 远距离小光源法 211

7.1.2 远距离面光源法 212

7.1.3 近距离面光源法 212

7.1.4 近距离小光源法 212

7.2 测量系统的光谱响应 214

7.3 测量系统的视场响应 218

7.4 测量系统的线性响应 221

7.5 测量系统的偏振响应 225

习题与思考题 228

第8章 光度量的测量 230

8.1 发光强度的测量 230

8.1.1 在光度导轨上测量发光强度 230

8.1.2 用偏光光度计测量发光强度 233

8.1.3 用客观光度法测量光强度 234

8.1.4 光强度测量中应注意的问题 235

8.2 光通量的测量 236

8.2.1 用分布光度计测量光通量 236

8.2.2 用积分球测量光通量 238

8.3 照度的测量 240

8.4 亮度的测量 245

8.4.1 目视法测量亮度 245

8.4.2 客观法测量亮度 246

习题与思考题 250

第9章 辐射度量的测量 252

9.1 光谱辐射度量的测量 252

9.1.1 分光装置 253

9.1.2 光谱辐射度量的测量 255

9.2 总辐射度量的测量 258

9.2.1 用已知光谱辐射特性的光源进行测量 259

9.2.2 用已知光谱响应度的探测器进行测量 260

9.3 辐射体的温度测量 261

9.3.1 亮温的测量 261

9.3.2 色温的测量 262

9.3.3 辐射温度的测量 265

习题与思考题 265

第10章 颜色的测量及其仪器 267

10.1 颜色测量的标准化 268

10.1.1 照明观察的几何条件 268

10.1.2 比较测色及其比较基准 272

10.2 测色分光光度计 273

10.2.1 测色分光光度计的组成 273

10.2.2 测色分光光度计的特点 275

10.2.3 测色分光光度计的分类 275

10.2.4 CM-1000型电脑配色系统设计实例 276

10.3 色度计 278

10.3.1 卢瑟条件和校正滤色器 279

10.3.2 仪器的定标 280

10.3.3 色度计构造实例 281

10.4 光源颜色特性的测量 282

10.5 荧光材料的颜色测量 283

10.5.1 单色光激发测量法 283

10.5.2 复合光照射测量法 284

10.6 白度的测量 285

10.6.1 白度的表达式 286

10.6.2 白度的测量 288

习题与思考题 288

第11章 辐射度、光度与色度的应用 289

11.1 材料特性的测量 289

11.1.1 反射特性的测量 289

11.1.2 透射比的测量 295

11.1.3 发射率和吸收比的测量 299

11.2 探测器特性的测量 302

11.3 光学系统中杂散光的分析和计算 305

11.3.1 参与杂散光传输的表面分析 306

11.3.2 表面的散射特性 307

11.3.3 表面对像平面杂散光平的贡献 310

11.4 辐射测温仪 311

11.4.1 双色高温计的结构和工作原理 312

11.4.2 测温参数对测温精度的影响 314

11.4.3 辐射测温仪使用中应注意的问题 316

11.5 卫星多光谱扫描系统 316

11.5.1 对探测器工作性能要求的估算 318

11.5.2 辐射仪的辐射定标 321

11.6 建筑用低辐射玻璃 324

附录1黑体函数表 326

附录2色度参数表 329

附表3辐射计算表 359

附表4孟塞尔新标系统颜色样品的CIE色坐标 368

主要参考文献 386