面元间的能量传输
問題:
設P點處面元ds,其法向為n',Q點處面元dA,其法向為n,PQ距離為r,由P射向Q的光線亮度為L,求Q點接收到的功率(光通)。
解:
Q點入射亮度為L,意思是說在Q點安一個測量儀器對入射亮度進行測量,測量的結果將為L。
恰好我們手頭沒有直接測量亮度的儀器,只好采用間接測量法,測得Q點接受到的功率(光通)為瓦特,于是有:
L=/(發射面球面角*接收面投影面積)? (這是亮度的定義)
注:
接收面(在光線方向上的)投影面積=dA*cos(theta),這個不用解釋。
發射面立體角=ds*cos(theta')/(r*r)解釋見下圖:
所以有:
也就是說:
面元ds傳輸給面元dA的功率(光通)為瓦特。
也就是說:傳輸的功率=光線亮度*發射面投影面積*接收面投影面積/距離的平方。
由于此式是對稱的,所以可知,如果dA向ds發射一個亮度為L的光線的話,則dA傳輸給ds的功率也是這個值。
補充:
這個結論在網上也找到證據了,見:http://www.physics.csbsju.edu/370/photometry/etendue.pdf
總結
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