光学辐射概念

辐射通量：即辐射功率，指单位时间内通过某一面积的辐射能量；

辐射通量密度：指单位时间内通过单位面积的辐射能量；

辐射出射度：即辐出度，若是从一表平面向外发出的辐射通量密度，则称为辐射出射度，或简称辐出度，用符号M表示，指单位时间，从单位面积上发出的辐射能。E、M的单位同为瓦特／平方米。

•数学描述：若辐射源的微小面积△A向半球空间的辐射功率为△Φ，则△Φ与△A之比的极限值定义为辐射出射度. 单位：w/㎡

•物理描述：扩展源单位面积向半球空间发射的功率（或辐射通量）。扩展源总的辐射通量，等于辐射出射度对辐射表面积的积分。

•辐射强度：在给定方向上包含该方向的立体角元内辐射源所发出的辐射通量dφ除以该立体角元dΩ，单位为W/Sr。辐射强度是描述点源特性的辐射量。

•数学描述：若点辐射源在小立体角△Ω内的辐射功率为△Φ，则△Φ与△Ω之比的极限值定义为辐射强度.

                                                

•物理描述：点辐射源在某一方向上的辐射强度，是指辐射源在包含该方向的单位立体角内所发出的辐射通量。

•辐射亮度：假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向不同，则L定义为辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量。即辐射源面上一点在给定方向上包含该点的面元dA的辐射强度dI除以该面元在垂直于给定方向的平面上的正投影面积，单位为W/Sr/m2。

物理描述：辐射源在给定方向上的辐射亮度，是源在该方向上的投影面积上、单位立体角内发出的辐射功率。

面积元△A向小立体角△Ω内发射的辐射功率，是二阶小量△(△Φ)＝△2Φ；

在θ方向看到的源面积是△A的投影面积   △Aθ＝△Acosθ ，

因此，在θ方向上观测到的源表面上该位置的辐亮度就定义为△2Φ与△Aθ及△Ω之比的极限值。

 

•立体角：在圆面上取一个小面积，这个圆面的圆周和球心之间连线起来就成为立体角。立体角是球面面积比半径的平方，比如：球面对应的立体角是4π。

•漫辐射源：辐射亮度L与方向无关的辐射源（太阳、荧光屏等）。   

•点辐射源和扩展源：辐射源与观测点之间距离大于辐射源最大尺寸10倍时，可当做点源处理，否则称为扩展源（有一定面积）。

 

已知一个光源的发光强度，求空间一处面元接受的光照度 ：