作业帮 > 物理 > 作业

求光强、辐照强度、发光强度、亮度、能流密度、光通量的确切定义和物理意义,以及它们间的关系.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/10 11:04:26
求光强、辐照强度、发光强度、亮度、能流密度、光通量的确切定义和物理意义,以及它们间的关系.
不一定要说的全.说部分也可以,但一定要准确严格.有些概念在不同领域或不同场合中有不同的解释也请说明.
关系也不一定要定量关系,说清关联和区别就可以。请不要直接粘贴,尤其是和问题关系不大的东西,定义都谁都能查到,请注意逻辑关系。
平行光是否存在光强的概念?如不存在,用什么描述它的强弱程度?另外与光的能量、功率有关的物理量还有哪些?
希望用心回答,凡对本人有明显帮助的回答者,我将重新重开链接提问并采纳(只需要将这里的回答贴过去就成了,
你show 你的QQ,我教你~
再问: 我不用QQ,直接在这里说吧。只需回答平行光是否存在光强的概念?如不存在,用什么描述它的强弱程度?另外与光的能量、功率有关的物理量还有哪些?别人已说过的正确内容不必重复。
再答: 既然你不愿意加就算了. 那我给你直说吧. 如果你要直接回答: 我会告诉你: 1:存在, 2:很多, 自己去看书. 从你提出的概念来看--- "光强、辐照强度、发光强度、亮度、能流密度、光通量" 这些, 我觉得你的思路太混乱了. 完全没弄明白谁是谁. 纯粹从你分的价值上我给你打几个字,如果还不懂又不愿意看书的话就算了, 因为这几个概念即便很光学出生的研究生都容易搞混. 因为你的问题混杂了: 光辐射度学, 物理光学等的概念 1: 通常 光通量, 光强, 光照度, 光亮度 这四个量放在一起. 2: 辐射部分的就是 把上面四个量得"光" 换成 "辐" 即可, 1&2两者有什么关系? 主要是描述对象以及接受对象的不同, 1的描述是含人因的, 说白了就是视见函数的问题. 2描述的纯粹就是辐射本身的能量状态. 说白了 可见光波段范围, 辐射本身因为加权了视见函数才是我们看见的光. 3: 这四个量我们是为了描述光源本身, 和光源存在下环境状态. 这个时候来了, 光强描述的是光源方向能量密度的概念, 说通俗点就是某个方向的能量密度强度, 这个方向主要是以立体角来描述, 测量仪器会对应在空间上移动去测量每个方向的光强, 这个时候你就得出了光强分布, 你会发现平行光在垂直面上各点的光强是一样的. 与光的能量、功率有关的物理量还有哪些? 别拿什么 能流密度 出来说, 这个是可以描述所有能量的概念. 光学中的能流密度通常叫辐射通量密度, 用来分析光学在介质上的透射率和反射率. 物理光学中通常也会有个辐照度(光强)的概念, 但是此概念 和 光辐射度学中的概念是不一样的, 这个你要注意, 面对不同问题要采取不同的分析. 而且你一定要明白 光的能量 会因为描述的对象, 和观察者的不同而用不同概念. 两个不同的概念之间要转换也是有特定条件的, 不是简单一个公式摆在那里就可以解决的. 细节部分我建议你可以先看看光辐射度学, 再来问, 思路会更清晰
再问: 很感谢您的回答。123前一位回答者已经说得很清楚了。近似的平行光例如太阳射到地球的光的辐强度可以用d(辐通量)/d(立体角)计算。而严格的平行光的立体角应该是零吧,这样它还有辐强度的概念吗?如果没有如何描述它?物理光学中辐照度又是何定义?
再答: 哎....我前面说了 你还不明白你要描述的是什么. 你要明白光强(辐射度学)描述的是单位立体角的能量密度. 他怎么可能是零, 是零了你还能看到什么? 从实际想也不可能! 因为通过立体角垂直中心是有光通量的. 这里的问题在于, 其中你对单位立体角的理解有问题. 立体角不是指你光照包含的方向. 完全基于你观察接受立体角. 假如只有一条光线, 那在半球面得平均光强就直接除以2PI. 所以我说你还没理解 光辐射几个单位量得来源, 他是基于你接受, 以及光源的基础来描述的. 我建议你还是多看看书, 光拿几个概念, 很多人都没办法理解的. 因为光辐射度学是基于实际来建立的,你提到的只是众多测量光学分析中的一种情况而已. 还有就是: 物理光学中辐照度的概念 是用来描述波的持续传播, 能量入射到某个表面时的通量密度. 通常物理光学会把这种情况叫光强, 一般用来分析干涉, 衍射的分布 还有一点你必须好好的深入理解: 你要先从辐射度学里 明白: 光源, 出射面, 入射面 这三个东西, 上面的4个概念是基于这个三个确定的情况下才发表出来的.
再问: 我明白你的意思,没什么难理解的东西。现在不讨论“光”,仅讨论“辐”。假如只有一条光线(直径趋于无穷小)射到假想的垂直面上,得到一个无穷小的假想光斑。则辐通量一定是个无穷小量,除以2pi,得到的是半球面内平均的辐射强度(无穷小量),而不是该无穷小“光斑”处的“辐射强度”。我问的就是此处是否有辐强度的概念,如果没有,该如何描述?
再答: 楼主 非常抱歉, 可能是我没有说的太清楚, 我形象点给你说 1: 辐射强度指的是空间能量分布强度,简单说就是一个空间上的平均值 其实你的问题很典型, 但又没有意义, 没有意义的理由在于: 1:一平行光或辐射出射, 你可以在任意的立体角空间去评价他, 最终结果只是误差大小的问题, 比如你如果从2PI空间描述,那最后的结果就是2PI空间的平均分布, 显然这个时候得出的单位立体角误差是很大的. 那我们就压缩空间, 压缩到接近于0度, 那最后除以的就是接近0的值, 这个时候从数学上来看是趋于无穷大,但事实上也是无穷大, 你想象把一桶水压缩到接近于0的空间中, 密度是否也是接近无穷大呢? 但这个时候问题就来了, 如果我的立体角就是0, 那我可以告诉你: 这个光强结果你可以理解为无穷大, 或者是零都可以, 因为他已经失去了描述的意义, 为什么呢? 理解为无穷大, 就如同我上面说的那个压缩例子一样 很好理解, 那为何又说可以理解为0? 因为换个角度, 你想象你接受物的接受面元已经是0了, 什么都接收不到了, 当然就是0了, 所以再去讨论这种极端情况是没有意义的. 但是从实际上来说,为何我说楼主提的问题很实际呢? 理由如下: 在现实中, 辐射测量里, 我们通常会遇到一种形式的辐射, 方向性很强的辐射, 类似于楼主说的平行光, 遇到这种情况, 一般的测量方法很难精准测量, 说简单点就如同我上面的那个例子一样: 你可以2PI角度内描述他, 也可以小角度内描述他, 角度越小这个平均值是越精准的. 这同时也说明我们在实际测量中遇到方向性很强的光源的测量一般得到的误差比较大, 也就是这个原因! 例如激光的光强角度分布, 这个测量就需要用到特殊的方法, 楼主可以自行百度下. 所谓的描述,一定要理解, 所有量的描述一定都是可以的, 但一定都是基于一定条件下来看待的. 比如今天我们只有光源的情况下 我们可以用光强,光通量描述, 但是如果有受照物的情况下, 我们还可以用 照度, 出射度等去描述. 任何极端条件下 描述都是成立的, 尽管不一定有意义, 主要是看你i理解到什么程度! 不知道楼主 仔细看完是否能理解, 要是有什么不懂可以问我.
再问: 你说的我当然明白,不太谦虚的说可能不比您更不明白。平行光的或线光源的“强度”当然不是零或无穷大,但不能用辐强度描述(“辐”字,车轮上的东西,本身就意味着发散吧,仅适用于点光源情形)。描述它的物理量应该就是电磁波能流密度,单位时间流过单位垂直面积的电磁能量,也就是相当于点光源中的辐照度,也就是我们通常说的“光强”(平行光的光强)。 随着讨论我的疑问也基本上清楚了,不过上面的说法有待更专业人士确认。
再答: 电磁波能流密度 是两个不同层次的概念,当然了, 你要用电磁波的能流密度去看待也可以, 就好像电磁波的波粒二象性一般. 那个基于波的角度去看待的.出发点是基于波动. 那这样你还不如以量子角度去看待也行. 你要用空间分布描述也行, 平面分布描述也行. 说白了就是一种能量分布描述的方式而已. 所以我觉得你并未没弄清楚什么时候用什么概念. 我建议你还是多看看书. 踏踏实实的弄清楚 一步一步从辐射学到物理光学描述的过度是怎么一回事. 两个都是大学科, 你光在这里假象 通过几个简单的术语描述你是无法得到你想要理解的效果的. 不存在所谓的更专业解释或者确认. 补充一下: 所有的概念都可以对其进行描述, 我上面告诉你的是光强在这种情况下的理解方法, 当然了还有照度也可以描述, 只是基于点不同. 比如说你的平均能流密度他无法反应空间的情况, 他仅仅说明了接收表面的分布情况, 跟辐射度学里的照度是一个理解. 而人为定义的光强是为了描述光在空间中分布的情况. 所以说大家基于点不同, 其实都可以去描述的! 完全没问题的.