三学习题与思考题理论部分

1、辐射度、光度与色度及其测量习题及思考题第一章 辐射度量、光辐射度量基础1. 通常光辐射的波长范围可分为哪几个波段？2. 简述发光强度、亮度、光出射度、照度等定义及其单位。3. 试述辐射度量与光度量的联系和区别。4. 人眼视觉的分为哪三种响应？明暗和色彩适应各指什么？5. 何为人眼的绝对视觉阈、阈值对比度和光谱灵敏度？6. 试述人眼的分辨力的定义及其特点。7. 简述人眼对间断光的响应特性，举例利用此特性的应用。8. 人眼及人眼脑的调制传递函数具有什么特点？9. 描述彩色的明度、色调和饱和度是怎样定义的，如何用空间纺锤体进行表示？10. 什么是颜色的恒常性、色对比、明度加法定理和色觉缺陷。11.

2、简述扬-赫姆霍尔兹的三色学说和赫林的对立颜色学说。12. 朗伯辐射体是怎样定义的？其有哪些主要特性？13. 太阳的亮度L1.9109 cd/m2，光视效能K100，试求太阳表面的温度。14. 已知太阳常数(大气层外的辐射照度)E=1.95 cal/min/cm2，求太阳的表面温度(已知太阳半径Rs=6.955105 km，日地平均距离L=1.495109 km)。15. 某一具有良好散射透射特性的球形灯，它的直径是20cm，光通量为2000lm，该球形灯在其中心下方l=2m处A点的水平面上产生的照度E等于40lx，试用下述两种方法确定这球形灯的亮度。(1)用球形灯的发光强度；(2) 用该灯在A

3、点产生的照度和对A点所张的立体角。16. 假定一个功率(辐射通量)为60W的钨丝充气灯泡在各方向均匀发光，求其发光强度。17. 有一直径d=50mm的标准白板，在与板面法线成45角处测得发光强度为0.5cd，试分别计算该板的光出射度Mv、亮度L和光通量v。18. 一束光通量为620lm，波长为460nm的蓝光射在一个白色屏幕上，问屏幕上在1分钟内接受多少能量？19. 一个25W的小灯泡离另一个100W的小灯泡1m，今以陆米布洛洪光度计置于两者之间，为使光度计内漫射“白板”T的两表明有相等的光照度，问该漫射板T应放在何处？20. 氦氖激光器发射出波长632nm的激光束3mW，此光束的光通量为多少

4、？若激光束的发散半角1mrad，放电毛细管的直径为1mm，并且人眼只能观看1cd/cm的亮度，问所戴保护眼镜的透射比应为多少？21. 在离发光强度为55cd的某光源2.2m处有一屏幕，假定屏幕的法线通过该光源，试求屏幕上的光照度。第二章 热辐射定律及辐射源1. 根据物体的辐射发射率可将物体分为哪几种类型？2. 试简述黑体辐射的几个定律，并讨论其物理意义。3. 已知太阳最大辐射波长表面温度0.47m，日地平均距离L1.495108 km，太阳半径Rs6.955105 km，如将太阳和地球均近似看作黑体，求太阳和地球的表面温度。4. 当T5000K的绝对黑体在光谱的红色末端(0.76m)和光谱中央

5、黄绿部分(0.58m)辐射出射度变化了多少倍？5. 已知人体皮肤温度t=32 C，人体表面积S1.52 m2，皮肤的辐射发射率0.98，试求人体的总辐射能通量和光谱分布曲线。6. 黑体目标和背景的温度分别为30C和15C，试在35m和814m大气窗口分别计算辐射信号的对比度。7. 简述辐射体的分布温度、色温(相关色温)、亮温和辐射温度的定义，它们的适应性以及与真实温度的关系如何？8. 麦尔德MRD量是怎么定义的？9. 为什么双黑体红外平行光管的环境适应性更强？10. 试归纳常见自然辐射源和人工辐射源及其特点。11. 为什么要引入标准照明体和标准光源，它们之间的关系是怎样的？12. 标准照明体A

6、、B、C、E和D是怎样定义的？13. 在相关色温已知的条件下，怎样确定标准照明体D在色品图上的色品坐标？并进一步确定辐射光谱功率分布？14. 要把2000K的白炽灯色温提高到6000K，求所需色温变换滤光片的MRD值，并画出滤光片在0.2,1.1mm的透过率曲线。15. 用与14题相同的色温滤光片把2500K色温的白炽灯变换为多少色温的光源？16. 要把6000K色温的光源变换为A光源所需要的色温变换滤光片MRD值，并画出滤光片在0.2,1.1mm的透过率曲线。第三章 光辐射探测器第四章 辐射在空间中的传输1. 试导出辐亮度守恒定律和基本辐亮度守恒定律，并分析其物理意义。2. 辐射换热系数是怎

7、样定义的？其具有什么性质？3. 如图1，试求圆环1到圆环2的角系数F12。如果圆环1是温度为800K的黑体，其内外半径分别为30mm和40mm，圆环2的内外半径分别为20mm和25mm，两环间距为100mm，求圆环2接收的辐射通量。矩形环2圆环1圆环2图1图3矩形环1图24. 如图2，试求矩形环1到矩形环2的角系数F12。5. 求图3所示圆柱筒侧壁(面积为A3)到接收器(面积为A1)的角系数F31。6. 什么是光学系统的几何度和基本几何度？试证明在光学系统中几何度不变。7. 光学系统在像面边缘与像面中心的辐照度按什么规律变化？8. 辐射在传输介面的反射、透射以及吸收之间存在怎样的关系？9. 什

8、么是光滑表面和粗糙表面？为什么说这是相对的概念？10. 在辐射测量中，按照光入射的方式和观测方式应怎样表示反射比？11. 反射因数和双向反射分布函数是怎么定义的？第五章习题1. 人眼的视细胞有哪几类？各有什么特点？2. 光谱光视效率函数的含义是什么？人眼有几种光谱光视效率函数？3. 什么是明适应？什么是暗适应？什么是色适应？4. 简述颜色视觉理论各学说的内容。5. 简述颜色混合的种类，光色相加混合符合哪些定性的基本规律？6. 仅当波长=700nm的光照射到一个黄色物体上时，该物体呈现什么颜色？7. 光的亮度和光的能量有什么关系？8. 颜色有哪些基本属性？各自的含义是什么？颜色立体是怎样表示颜色

9、的三属性的？9. 什么是三刺激值？什么是光谱三刺激值？光谱三刺激值有什么意义？10. CIE标准色度系统规定了几种标准色度观察者的光谱三刺激值？各适用于什么情况？11. 什么是CIE标准色度系统？12. 三刺激值的单位是如何确定的？13. 物体色的三刺激值与哪些因素有关系？14. 已知x(555）=0.3373，y(555）=0.6589，求其光谱三刺激值。15. 求在日光下观察一块棕褐色塑料板的色品坐标。棕褐色塑料板的光谱辐亮度因数已由分光光度计测出，数值列于下表中。波长(nm)样品波长(nm)样品波长(nm)样品波长(nm)样品波长(nm)样品3800.102 4800.454 5800.

10、693 6800.853 7800.625 3900.245 4900.459 5900.741 6900.853 4000.348 5000.478 6000.790 7000.852 4100.419 5100.517 6100.825 7100.851 4200.460 5200.564 6200.845 7200.849 4300.477 5300.616 6300.852 7300.828 4400.475 5400.663 6400.853 7400.790 4500.470 5500.692 6500.853 7500.750 4600.462 5600.691 6600.853

11、 7600.712 4700.455 5700.680 6700.853 7700.680 16. 什么是颜色的宽容量？CIE1964WUV均匀颜色空间色差的单位是什么？它是如何确定的？17. CIE1964WUV均匀颜色空间、CIE1976 Luv、 Lab均匀颜色空间有哪些改进之处？为什么在计算色差时要注明所用的计算公式？18. 已知两色样的参数为L1=70，a1=14，b1=30；L2=72，a2=15，b2=28。求两色样的三刺激值、彩度差、色调差和色差。19. 试根据人眼的光谱三刺激值在CIE x-y色品图上绘出人眼的10º视场的光谱轨迹。20. 大多数不发光物体表面反射的

12、光谱功率分布不仅与物体本身的光谱反射特性有关，而且与照明光的光谱功率分布有关。因此，当照明光的光强和色温改变（也就是光谱功率分布改变）时，我们对同一物体的色知觉也会发生变化。现在设计了一个实验去测量照明光的改变对所观察物体颜色视觉的影响。实验的过程是这样的：将一个标准的色卡放在标准光源箱中，先用D65光源照明色卡，采用分光辐射计测量；然后变换照明光源为A光源，再用分光辐射计测量。我们得到如下两份测试报告：D65光源照明下：CIE1931: X=70.782，Y=61.477，Z= 107.13; x=0.2957，y=0.2568，z=0.4475CIE/UCS1976: u´=0.

13、2154，v´=0.4210光源照明下：CIE1931: X = 82.661 Y = 62.706 Z = 42.5143 ; x = 0.4400 y = 0.3338 z = 0.2263;CIE/UCS1976: u´=0.2873 v´=0.4904请根据报告的内容完成以下的计算和分析：（1）由仪器测得的色品坐标计算样品在两种照明光下色品坐标的变化，请用CIE 1976 L*u*v*均匀颜色空间的明度差彩度差饱和度差色调差和总色差表示。（2）在CIE 1976 L*u*v*均匀颜色空间的u-v色品图上用矢量表示由D65光源照明变为A光源照明时，样品色品坐标的变化（色品图上要画出光谱轨迹和紫红线，=20nm即可）。21.