光度学

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简介

在光学领域，光度学被定义为提供光线测量的术语，如同人类眼睛所感知的那样。这种测量涉及与人类眼睛可见范围内电磁能量的心理物理属性相关的测量。然而，光度学的概念与辐射学有很大区别，因为辐射学涉及与光学辐射相关的测量。

在处理光度学这一概念时，术语“发光”具有重要意义。

光度学的定义

• 简单来说，光度学可以被认为是测量人眼感知到的光的亮度。然而，光度学的概念早在 2000 年前就出现了，当时著名的希腊天文学家喜帕恰斯能够将恒星分类为六种亮度。

• 在现代，光度学是每个波长处观察到的辐射功率。此波长根据人类的亮度敏感度（sciencedirect.com，2022 年）由光度函数加权。

• 众所周知，人眼无法感知所有可见光波长，因此光度计科学开启了测量每个波长功率的可能性，以显示人眼敏感度的各个方面。

光度量

在谈论光度学科学时，提到了四个物理光度量。这四个量分别是光通量、照度、亮度和最后的发光强度。

光通量表示从光源产生的可见光的功率测量，或者它可以是贴合的光（Konicaminolta.com，2022 年）。此量以流明 (lm) 为单位进行评估。然而，照度决定了入射到表面上的单位面积上的光通量总数。亮度的概念旨在为从光源发出的光的强度提供正确的方向。

1942 年，一个名为国际照明委员会 (CIE) 的成员委员会阐述了人眼平均的响应。某些人群暴露在光线下，并进行了人眼光适应的测量。然而，下图显示，人们对绿色反应强烈。此外，他们对光谱的极端部分（即红色和紫色）的敏感度相对较低。

图 1：人眼对各种波长的相对敏感度

光度学定律

图 2：光度学定律

光度学定律对于确定光度计的概念和光度计的使用至关重要。光度学定律确定了表面照明强度的概念，该强度与光源和表面之间观察到的距离的平方成反比。在上图中，光源用字母“S”表示，表面照明强度用 E 表示（Ecoursesonline.iasri.res.in，2022 年）。

然而，光度距离定律是通过绘制照度作为距离倒数和平方值的函数来评估的。

什么是光度计？

术语“光度计”来源于词根“photo”，意为光，这种仪器用于测量光与反射材料相互作用时进行的相互作用。该设备还用于进行涉及光度学概念的多个领域的研究。该设备有助于测量从红外到紫外辐射的电磁辐射所传递的强度（Researchgate.net，2022 年）。

这些范围还包括存在于电磁频谱中的可见部分。此外，它通过使用光敏电阻、光电二极管和光电倍增管将光能转换为电流。

然而，光度计用于测量某些参数，包括照度、辐照度、光的吸收方面、荧光、光的反射、发光、磷光概念以及最后光的散射现象。

图 3：光度计

光度计类型

有两种类型的光度计用于测量光的亮度，第一种是分光光度计，第二种是滤光光度计。分光光度计使用单色仪来感知由一个波长定义的单色光（Gamma-sci.com，2022 年）。

单色仪是借助棱镜或光栅构建的。另一方面，滤光光度计使用光学滤光片来提供单色光。

光度计遵循的原理

简单来说，光度计用于评估光如何与反射材料相互作用，这是通过遵循光度学原理来实现的。有些仪器遵循光度学原理来观察光如何被吸收和反射。然而，还有其他光度计将白光照射到表面，并有助于提供反射光量的测量值。然而，它遵循的原理是，当光穿过有色溶液时，某些波长的光会被溶液根据其选择性吸收（Physics.stackexchange.com，2022 年）。

这进一步为溶液中光的吸收光谱提供了图。光的最大吸收发生在特定波长处，并且已知是该溶液的吸收最大值。然而，某些波长的光不会被吸收，而是会被透射，从而为溶液提供颜色。

光度学的应用

光度学可以应用于以下几个方面。高度灵敏的光度计用于有效评估与阴极射线管、液晶显示器以及平板显示器的对比度比率（Bwbtech.com，2022 年）。

平板显示器的对比度和亮度显示是通过测角光度计在大量角度范围内进行表征来完成的。光度设备用于快速准确地测试仪表板。

结论

本教程确定了光度学概念下的概念，该概念定义了光强度的方面。简单来说，亮度最好用“发光”一词来确定。然而，亮度的强度是根据普通人眼感知能力来测量的，这被称为光度学。

常见问题 (FAQ)

Q1. 光度学的加权函数是什么？

光度学中存在两种类型的加权函数，即光照条件下的视敏度函数和黑暗条件下的暗视觉函数。

Q2. 光度学的基本单位是什么？

测量光度学概念所需的单位称为流明。这些光度函数由 CIE 标准确定。

Q3. 什么被确定为辐射测定？

辐射测定通常与光度学混淆，并且被称为辐射强度的研究。

Q4. 光度计的应用是什么？

光度计主要用于驾驶舱显示器的快速测试，用于汽车仪表板。

参考文献

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Gamma-sci.com，(2022)，光度学，检索自：https://gamma-sci.com [检索日期：2022 年 6 月 8 日]

Konicaminolta.com，(2022)，光学概念，检索自：https://www.konicaminolta.com [检索日期：2022 年 6 月 8 日]

Physics.stackexchange.com，(2022)，光度测量，检索自：https://physics.stackexchange.com [检索日期：2022 年 6 月 8 日]

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Sciencedirect.com，(2022)，光学，检索自：https://www.sciencedirect.com [检索日期：2022 年 6 月 8 日]