辐射度量的定义及解析

1970年国际照明委员会（CIE）推荐了一套辐射度量和光度量的单位，这套单位基本上和国际单位制（SI）一致，现在被世界上许多国家（包括我国）采纳。基本辐射度量的名称、符号、定义方程、单位名称及单位符号见表6.1。

表6.1　基本辐射度量的名称、符号、定义方程、单位名称及单位符号

如果某一辐射量带有“光谱”前缀，是指在特定波长上单位波长间隔内测得的，无“光谱”前缀的辐射量是在全光谱范围或特定波段内测得的，两者量纲明显不同。

（1）辐射能（Q）。辐射能简称辐能，用来描述以辐射形式发射、传输或接收的能量。当描述辐射在一段时间内积累时，用辐能来表示。为了进一步描述辐射能随时间、空间、方向等的分布特性，分别用以下辐射度量来表示。

（2）辐能密度（ω）。辐能密度定义为单位体积元内的辐射能，即

（3）辐射通量（Φ，P）。辐射通量定义为以辐射形式发射、传输或接收的功率。辐射通量也叫“辐射功率”。“通量”和“功率”含义相同，均表示能量传递的时间速率，即单位时间内的辐能。采用“辐射通量”是与光度学的“光通量”相呼应。辐射通量是一个十分重要的辐射度量。例如，许多光源的发射特性和许多辐射接收器的响应值并不取决于辐射能的时间累计值，而是取决于辐射通量的大小。

光谱辐射功率定义为波长λ时，单位波长间隔内的辐射功率。波长间隔为λ和λ+dλ的辐射功率为：

（4）辐射强度（I）。辐射强度是指辐射源在给定传输方向上单位立体角内的辐射通量，即

辐射强度描述了辐射源辐射的方向特性，对点光源辐射强度的描述具有更重要意义。大多数辐射源向空间各个方向发出的辐射通量是不均匀的，因此辐射强度描述了辐射源在空间某个方向上发射辐射通量大小和分布情况。

光谱辐射强度是指波长为λ时单位波长间隔内的辐射强度。波长间隔为λ和λ+dλ的辐射强度为：(www.xing528.com)

（5）辐射亮度（L）。辐射亮度定义为辐射源在垂直于其辐射传输方向上，单位表面积单位立体角内发出的辐射通量，即

辐射亮度在辐射传输和测量中具有重要作用，是辐射源微面元在垂直于其辐射传输方向上辐射强度特性的描述。如在描述天空辐射特性时，希望知道其各部分的辐射特性，就可以用辐射亮度描述天空各部分亮度分布。

光谱辐射亮度定义为波长λ时单位波长间隔内的辐射亮度。波长λ和λ+dλ间隔内的辐射亮度为：

（6）辐射出射度（M）。辐射出射度也叫辐射通量密度，“密度”能表达出“单位面积”的含义，而“出射度”易与“照度”相区分。定义为辐射源在单位面积上向半球空间发射的功率，即

面元对应的立体角是辐射的整个半球空间。当辐射源辐射面的两个方向尺寸（a，b）均远小于它到观测点的距离r时，此辐射源可视为点辐射源。

（7）辐照度（E）。辐照度定义为单位面元上接收到的辐射通量，单位为W·m-2，即

辐照度和辐射出射度具有相同的定义方程和单位，但是分别被用来描述微面元发射和接收辐射通量的特性。如果一个表面元能反射入射到它表面上的全部辐射通量，那么该面元可看作一个辐射源表面，即其辐射出射度在数值上等于照射辐照度。

光谱辐照度定义为波长为λ时单位波长间隔内的辐射照度。波长为λ和λ+dλ间隔内的辐射照度为：