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第一篇 基础篇3

绪论3

第1章 辐射度量、光度量基础6

1.1 辐射度量6

1.1.1 立体角6

1.1.2 辐射度量的名称、定义、符号及单位（GB 3102.6 —1982）7

1.2 光度量9

1.3 人眼的视觉特性10

1.3.1 人眼的构造10

1.3.2 人眼的黑白视觉特性13

1.3.3 人眼的颜色视觉特性25

1.3.4 颜色视觉理论28

1.4 朗伯辐射体及其辐射特性30

1.4.1 朗伯余弦定律31

1.4.2 朗伯体辐射出射度与辐亮度的关系31

1.5 几种典型光辐射量的计算公式32

1.5.1 点源对微面元的照度32

1.5.2 点源向圆盘发射的辐射通量33

1.5.3 面辐射在微面元上的辐照度33

1.5.4 朗伯辐射体产生的辐照度34

1.5.5 成像系统像平面的辐照度35

习题与思考题36

第2章 热辐射定律及辐射源38

2.1 黑体辐射的基本定律38

2.1.1 基尔霍夫定律38

2.1.2 黑体辐射定律40

2.2 黑体辐射的计算42

2.3 辐射体的温度43

2.3.1 分布温度44

2.3.2 色温和相关色温45

2.3.3 辐亮度温度46

2.3.4 辐射温度47

2.4 辐射源47

2.4.1 人工标准黑体辐射源47

2.4.2 自然辐射源50

2.4.3 人工辐射源54

2.4.4 标准照明体和标准光源69

2.4.5 色温变换及光谱能量分布特性的改变73

习题与思考题77

第3章 光辐射探测器79

3.1 光辐射探测器的性能参数80

3.1.1 响应度80

3.1.2 噪声及其评价参数82

3.2 光电探测器87

3.2.1 光电管和光电倍增管87

3.2.2 光伏探测器90

3.2.3 光导探测器93

3.2.4 典型光电成像探测器96

3.3 热探测器97

3.3.1 热电偶和热偶堆99

3.3.2 测辐射热计100

3.3.3 热释电探测器100

3.3.4 非制冷红外焦平面探测器101

习题与思考题103

第4章 辐射在空间中的传输104

4.1 光辐射能在空间中传输的基本定律104

4.1.1 辐亮度和基本辐亮度守恒104

4.1.2 辐射换热角系数105

4.1.3 光辐射在光学系统内的传输108

4.2 光辐射在传输介质界面的反射与透射110

4.2.1 在光滑界面上的反射和透射111

4.2.2 光辐射能在粗糙表面的漫反射114

4.3 光辐射能在介质中传输时的吸收和散射116

4.3.1 光辐射能在介质中传输的一般规律116

4.3.2 辐射在大气中传输的消光117

习题与思考题122

第5章 色度学的技术基础124

5.1 颜色匹配124

5.1.1 色光匹配实验124

5.1.2 格拉斯曼定律125

5.1.3 颜色匹配方程126

5.1.4 三刺激值和色品图126

5.2 CIE 1931标准色度系统128

5.2.1 CIE 1931 RGB系统128

5.2.2 CIE 1931 XYZ标准色度系统130

5.2.3 颜色空间及色度系统的转换133

5.3 CIE 1964补充标准色度系统135

5.4 CIE色度计算方法137

5.4.1 三刺激值及色品坐标的计算137

5.4.2 颜色相加的计算138

5.4.3 主波长和色纯度139

5.5 均匀颜色空间141

5.5.1 颜色分辨力142

5.5.2 均匀明度标尺144

5.5.3 均匀色度标尺——CIE 1960 UCS均匀色品图145

5.5.4 CIE 1964 W＊U＊V＊均匀色空间及色差公式146

5.5.5 CIE 1976均匀色空间及色差公式148

5.5.6 色差公式150

5.6 同色异谱程度的评价153

5.6.1 同色异谱色153

5.6.2 CIE同色异谱程度的评价方法156

5.7 CIE光源显色指数159

5.7.1 光源的显色性159

5.7.2 CIE光源显色指数计算方法160

5.7.3 常用光源的一般显色指数162

5.8 色序系统162

5.8.1 孟塞尔系统162

5.8.2 自然色系统168

5.8.3 OSA均匀色标169

5.9 CIE CAM02色貌模型171

5.9.1 色貌属性和色貌现象171

5.9.2 色适应变换174

5.9.3 CAM02色貌模型176

习题与思考题180

第二篇 仪器与实验篇185

第6章 辐射测量的基本仪器185

6.1 光度导轨185

6.2 积分球187

6.3 单色仪190

6.3.1 棱镜单色仪191

6.3.2 光栅单色仪194

6.3.3 使用单色仪的几个问题198

6.4 分光光度计和光谱辐射计200

6.4.1 分光光度计200

6.4.2 光谱辐射计203

6.5 傅里叶变换光谱仪203

习题与思考题208

第7章 光辐射测量系统的性能及其测量209

7.1 测量系统的响应度210

7.1.1 远距离小光源法211

7.1.2 远距离面光源法212

7.1.3 近距离面光源法212

7.1.4 近距离小光源法212

7.2 测量系统的光谱响应214

7.3 测量系统的视场响应218

7.4 测量系统的线性响应221

7.5 测量系统的偏振响应225

习题与思考题228

第8章 光度量的测量230

8.1 发光强度的测量230

8.1.1 在光度导轨上测量发光强度230

8.1.2 用偏光光度计测量发光强度233

8.1.3 用客观光度法测量光强度234

8.1.4 光强度测量中应注意的问题235

8.2 光通量的测量236

8.2.1 用分布光度计测量光通量236

8.2.2 用积分球测量光通量238

8.3 照度的测量240

8.4 亮度的测量245

8.4.1 目视法测量亮度245

8.4.2 客观法测量亮度246

习题与思考题250

第9章 辐射度量的测量252

9.1 光谱辐射度量的测量252

9.1.1 分光装置253

9.1.2 光谱辐射度量的测量255

9.2 总辐射度量的测量258

9.2.1 用已知光谱辐射特性的光源进行测量259

9.2.2 用已知光谱响应度的探测器进行测量260

9.3 辐射体的温度测量261

9.3.1 亮温的测量261

9.3.2 色温的测量262

9.3.3 辐射温度的测量265

习题与思考题265

第10章 颜色的测量及其仪器267

10.1 颜色测量的标准化268

10.1.1 照明观察的几何条件268

10.1.2 比较测色及其比较基准272

10.2 测色分光光度计273

10.2.1 测色分光光度计的组成273

10.2.2 测色分光光度计的特点275

10.2.3 测色分光光度计的分类275

10.2.4 CM-1000型电脑配色系统设计实例276

10.3 色度计278

10.3.1 卢瑟条件和校正滤色器279

10.3.2 仪器的定标280

10.3.3 色度计构造实例281

10.4 光源颜色特性的测量282

10.5 荧光材料的颜色测量283

10.5.1 单色光激发测量法283

10.5.2 复合光照射测量法284

10.6 白度的测量285

10.6.1 白度的表达式286

10.6.2 白度的测量288

习题与思考题288

第11章 辐射度、光度与色度的应用289

11.1 材料特性的测量289

11.1.1 反射特性的测量289

11.1.2 透射比的测量295

11.1.3 发射率和吸收比的测量299

11.2 探测器特性的测量302

11.3 光学系统中杂散光的分析和计算305

11.3.1 参与杂散光传输的表面分析306

11.3.2 表面的散射特性307

11.3.3 表面对像平面杂散光平的贡献310

11.4 辐射测温仪311

11.4.1 双色高温计的结构和工作原理312

11.4.2 测温参数对测温精度的影响314

11.4.3 辐射测温仪使用中应注意的问题316

11.5 卫星多光谱扫描系统316

11.5.1 对探测器工作性能要求的估算318

11.5.2 辐射仪的辐射定标321

11.6 建筑用低辐射玻璃324

附录1黑体函数表326

附录2色度参数表329

附表3辐射计算表359

附表4孟塞尔新标系统颜色样品的CIE色坐标368

主要参考文献386