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应用光学与光学设计基础
1.4.1.1.5 8.1.5 光出射度

8.1.5 光出射度

对于具有一定面积的发光体表面(这里所研究的发光表面可以是自身发光的实际光源表面;也可以是自身发光的光源的像;还可以是自身不发光而受照射后发光的表面),其表面上不同位置的发光强弱可能不同。为表征面光源上任意一点的发光强弱,引入光出射度的概念。

对于非均匀辐射的发光表面,若由P点处的元面积dA向半部空间(2π球面度)各方向辐射出的总光通量为φv,则定义(见图8.10)

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图8.10 光出射度定义

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即离开表面P点处面元的光通量φv除以该面元的面积dA之商为该点处的“光出射度”,简称“光出度”。以前,这个量曾被称为“面发光度”,但并不很恰当,今后应予取代。

显然,光出度在数值上就等于单位面积辐射出的光能量。

对于较大面积均匀辐射的面光源,其光出度即为:

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式中:φv——面积为A的面光源向半部空间辐射出的总光通量。

根据上述定义可以看出,光出度Mv应与光照度Ev具有相同的单位,即勒克斯(流[明]每平方米(lm/m2))Mv与Ev两者在概念上的差异在于,前者表征单位面积向外辐射出的光通量的多少;后者则表征单位面积所接收的光通量的多少。

对于自身不发光,受到其它光源照射而形成的面光源表面,其光出度Mv与所受到的光照度Ev成正比,即可表示为

Mv=ρEv              (8.39)

式中:ρ——小于1的系数。当表面光滑时,ρ为被照射表面的反射率,它表征了表面的反射性能;当表面粗糙时,ρ为漫反射系数。表8.7列出了几种物质的反射系数ρ。

表8.7 几种物质的反射系数

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多数物体对光均具有选择反射的特性,即对于不同波长(颜色)的光反射能力(ρ值)不同。如果对于所有波长的反射率ρ值都相同且接近于1,则称此种物体为“白体”;如果对于所有波长的反射率ρ值都相同,且接近于零,则称此种物体为“黑体”;对于所有波长的ρ值都相同且介于白体与黑体之间的物体,当被白光照射时,它对人眼的刺激呈灰色。