1、光的产生: 热辐射、发光,光度学:光的性能、质量、效能,光的本质,光、光度学和色度学,色度学,光学常数,电磁波、干涉、衍射;光在真空中的速度:c =(:波长,:频率);光在真空中传播速度: 3108米/秒 光在介质中的速度:v= c/n; n:介质的折射率(水:1.33, 玻璃:1.5)光的强度(平均能流密度)IDA2 A:振幅,D:系数。,(1) 光的波动性,(2) 光的粒子性,光电效应:入射光高于一定频率,才能发射光电子。光电子的动能与入射光强度无关,与频率有关。,光是由光子组成,光以光子形式一份份的传输的;光子是光的最小能量单位 E= h,单位:电子伏特(eV);:频率,h:普朗克常数
2、6.626x10-34Js;4.14x10-15 eVs;=c/=hc/E=1240/E(nm)=1.24/E (m)例:光子能量为 2.7eV时,发光波长:459nm,紫:380nm-455nm 蓝:455nm-492nm绿: 493nm-577nm黄:577nm-597nm 橙:598nm-622nm红:623nm-770nm,(3) 可见光范围,红外光: 波长长于760nm紫外光: 波长短于380nmX光:波长介于10nm-0.1nm宇宙射线:波长短于 10-4nm,物质在高温下辐射 出热能。如白炽灯、 铸造铁块、石墨。黑体:某一温度下, 所有波长上为最大温 度辐射的物体。 称为黑体辐射
3、。光源:光强、色温,(1) 热辐射,发光:物体依靠除温度以外的原因发出光的现象。 (一般指可见光);生物发光:萤火虫、海洋生物等;化学发光:由于物质发生化学反应产生的发光;光致发光:由可见光、紫外线等激发引起的发光,例如荧光灯,发光光谱;电致发光:发光二极管、激光器等。思考:为什么物理呈现黑色绿色?,(2) 发光,发光器件的光谱分布:发光器件的辐射能量随波长 而变化的情况。辐射功率: p()=pd 单位:瓦,毫瓦,(1) 发光器件的光谱分布,(2) 视见函数,视见函数:人眼响应随波长变化的函数关系。只能感受380nm-760nm的可见光。,明视觉:555nm,暗视觉:510nm。 视见度:K:
4、一定波长的光每瓦辐射功率可以产生多少流明的光通量。单位lm/WK(550nm)=680lm/W=KmK= Km*V,相对视见度 V= K/ Km 380nm:0.00004 紫 470nm:0.091 蓝 520nm:0.710 绿 600nm:0.631 黄 640nm:0.175 红,(3) 光度量及单位,光通亮F:流明(lm) F= Kp= Km Vp F= KmVpd日光灯:80lm/W 白炽灯:25lm/W,发光强度: 光源在单位立体角内所发出的光通亮。坎德拉(cd):一单位立体角内发出一流明的光为1cd。 I=dF/d 点光源: F=4I 芯片:mcd, LED:cd,三原色理论:
5、任意颜色的光都是由红、绿、蓝三色合成。 红+绿+蓝=白 红+蓝=紫 红+绿=黄C=XR+YG+ZB归一化:x=X/(X+Y+Z)y=Y/(X+Y+Z) z=Z/(X+Y+Z)x+ y+ z=1 三色系数,(1)三原色理论,三原色标准:X、Y、Z的光谱分布曲线,590nm: X=1.0263; Y=0.7570; Z=0.0011 x=0.5752; y= 0.4242; z= 0.0006标准白色:x,y,z均为1/3 色纯度:标准白色为点W,光源在CIE图中的坐标为F,自W向F作一直线,与单色光轴交于G,距离WF与WG的比为色纯度,PF=WF/WG主波长:点G对应的波长。,(2)三原色标准,光的反射、光的折射吸收系数: I= I0e-x 吸收系数可实验测得。 I=I0exp(-2 kx/c):角频率 2c/ =-2k/c=4k/k= /4;消光系数:k,可根据吸收系数计算得到。复折射率N =n+ik。 n:普通折射率, k:消光系数,决定光的衰减,与有关 。反射系数:R,反射光强度/入射光强度。光线垂直入射时,有: R= (n-1)2+k2/(n+1)2+k2,