光度學(xué)基本概念
1 輻射通量
研究電磁波輻射的測試、計(jì)量和計(jì)算的學(xué)科稱為“輻射度學(xué)”。
單位時(shí)間內(nèi)通過某一截面的輻射能即為輻射通量，又稱輻射功率（Φ
e），單位為瓦。其中波長為λ的輻射通量
與λ值有關(guān)，總的輻射能量可以用下式計(jì)算：
(1)
2 光視效率函數(shù)
人眼能響應(yīng)的可見光部分只是電磁輻射的一小段（380nm～780nm），而人們*關(guān)心的也是這段的輻射帶給人眼的“明亮"和"顏色"的感覺。然而，各個(gè)波長的光給人眼帶來的“明亮”的感覺并不一致，而且這種視覺反應(yīng)因個(gè)體的差異而有所不同。為了統(tǒng)一度量,便于科學(xué)、工業(yè)等的交流,CIE(國際照明委員會(huì))在大量心理學(xué)、物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)出了光視效率函數(shù)。圖1.1是明視覺下的相對光視效率函數(shù)曲線，以V(λ)表示，該曲線中，555nm即黃綠色時(shí)的光視效率*高，記為1。在中間視覺和暗視覺下，相對光是效率函數(shù)曲線左移。
圖1：CIE明視覺光視效率(v(λ))曲線
研究光的測試、計(jì)量和計(jì)算的學(xué)科成為“光??學(xué)”，它以人眼與電磁輻射的交互作用為基礎(chǔ)，所量測的不是純粹的物理量，而是一種心理物理量。
3 光通量
光通量Φ是輻射通量以光譜光視函數(shù)V（λ）為權(quán)重因子的對應(yīng)量。設(shè)波長為λ的光的輻射通量為Φe（λ）。則對應(yīng)波長的光通量為：
（2）
式中Km為比例系數(shù)，是波長為555nm的光譜光視效率，也叫*大光譜光視效率，由Φe和Φ的單位決定。光通量的SI單位為流明，Km＝683流明／瓦。
復(fù)色光的光通量是對所有波長的光通量求和：
（3）
4 發(fā)光強(qiáng)度
發(fā)光強(qiáng)度表示在指定方向上光源發(fā)光的強(qiáng)弱，它可用點(diǎn)光源在單位立體角中發(fā)出的光通量的數(shù)值來量度，可表達(dá)為：
（4）
式中dΩ是點(diǎn)光源在某一方向上所張的立體角元。
圖2: 光強(qiáng)示意圖
一般來說，發(fā)光強(qiáng)度隨方向而異，用極坐標(biāo)(θ,φ)來描寫選定的方向時(shí)，I(θ,φ)表示沿該方向的發(fā)光強(qiáng)度。
在國際單位制中，發(fā)光強(qiáng)度的單位為坎德拉(Candela)，單位代號：坎(cd)。
值得指出的是，在國際單位制中，發(fā)光強(qiáng)度的單位是國際單位制中七個(gè)基本單位之一，光度學(xué)中其它單位均為導(dǎo)出單位。
5 照度
照度是表征受照面被照明程度的物理量，它可用落在受照物體單位面積上的光通量數(shù)值來量度，如果照射在物體面元dA上的光通量為dΦ，則照度E可表達(dá)為:
（5）
照度的單位稱為勒克斯(lux)，單位代號：勒(lx)。
圖3照度示意圖
對點(diǎn)光源來說dΦ=IdΩ，因而照度為：
（6）
式中R為點(diǎn)光源距受光物體元面積dA中心的距離。由此可見，點(diǎn)光源所造成的照度反比于光源到受照面的距離的平方，而正比于光束的軸線方向與受照面法線間夾角α的余弦。此即在光度量測中十分重要的照度平方反比定律。
6 亮度
單位表面上在某一方向的光強(qiáng)密度，它等于該方向上的發(fā)光強(qiáng)度和此表面在該方向上的投影面積之比。即被視物體在視線方向單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度。
圖4: 亮度示意圖
（7）
式中dA為被視物體的面積元，θ為面元法線與觀察方向間的夾角，dΩ是面元在某一方向上所張的立體角元,d2Φ是面元在觀察方向的立體角元內(nèi)的光通量，dI是面元觀察方向的發(fā)光強(qiáng)度。光亮度的SI單位為坎德拉每平方米。