手电筒是某普及型高通量宽频连续波太赫兹雷达系统的可选部件,它的指向/全向天线可以辐射405-790THz的电磁波,增强人眼接受到的回波强度.........
它具有结构简单可靠,造价低廉,便携性较好,发射选择性强,与接收器能自适应协同工作等优点(¬ω¬)
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白光只是人眼的一种错觉,世界上没有白光
我们看到的白光,只是不同颜色可见光能量的总和
你可能已经知道,人眼对不同频率光线的敏感程度不一样,同样多的一份能量,以555纳米波长绿光形式被接收到,和以770纳米红光被接收到,我们会认为前者亮的多.......
接下来的事情就跟做菜一样了,水多加面面多加水,同样多的能量,暖色的波段多了我们看着就发暖,冷色的波段多了看着就发冷..........这个是衡量,是色温
色温后面的K是开尔文,减去一个绝对零度就是摄氏度........4000K色温的光等于是说,这个光的颜色跟一段理想情况下烧到3727摄氏度的电热丝发出的光相同
色温与显色无关
显色对应的是一份"白光"里,各种波长光线的比例,与作为基准的太阳光偏离了多少..........(这只是一个粗略的说法,CRI=100的光线在各个波长上的能量分布规律可以与基准太阳光不同,这就像是做菜时加盐加糖色加味精代替加酱油,利用不同颜色光线去找补,结果一样就行)
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打个比方(这里假设真正的白光存在,光子是能量小球,没有波的特性)
现在有一个每秒往外滋x个光子的灯珠,我们不知道这样的灯珠是多少流明
现在我们就想,如果这个灯珠如果能控制它只向某一个方向发光,那它就可以当作手电筒用,于是刷新一个反光碗放在灯珠旁边,此时大部分光子都超同一个方向飞过去了,而且均匀分布在某一距离外被照的墙面上,发射角为0(完全的平行光)
现在我站在墙后,开洞露个眼睛并与墙面齐平,手电筒对着照,我眼睛每秒钟接收到了1个光子,这1光子的能量是我眼睛被照的厉不厉害,所以衡量它的单位叫照度,并定义1双眼睛接收1光子,就是1勒克斯
不是所有人的眼睛都跟我一样,所以我们把它转化成更方便的面积重新定义,1平方米里一秒钟接受1个光子,就是1勒克斯.........(如果你直接搜索勒克斯,会发现它是用流明定义的,没关系,本文中的光子是能量,可以等效于瓦来定义)
墙壁上圆形光斑的面积很容易知道,量一下利用眼睛面积算出墙壁1秒钟接收到的总光子数(墙壁照度),后面有用
墙面被照亮后必然是反光的,如果不反光,我们只能看见一片黑暗,反射的光子越多,它也就越亮
假设眼睛每秒钟从墙面上接收到了0.1个光子,眼睛面积已知,同时墙面被照亮的面积也是已知的,那我们就可以算出墙壁每秒向外反射多少个光子,并用面积除一下,得到?个光子每平方米,即亮度........也可以用尼特,特别是衡量屏幕这类能够主动向外发光器件的亮度
通过一些数学计算,我们可以把反射器等效于一个凸透镜,然后基于光路可逆性和这个虚幻凸透镜的焦距(灯珠到凸透镜中心的距离),O到F之间就有了一个圆锥
把这个圆锥竖着切开量一量(立体角A),就可以基于前面推算出的墙壁照度,立体角和透镜受光面积,O和F的距离,反着去算灯珠F一秒钟往外滋多少个光子.....
假如我们算出来100,000个光子,那就意味着当我们眼睛面积与墙面照亮面积一样大时,看到的灯珠F光强是100,000坎德拉.........
或者换句话说,我们仍在墙上的相同距离,但换个特别聚光的反光碗,再灯效成透镜,立体角B比A小,而这束光柱的直径恰好等于眼睛直径,直接亮瞎眼,看到的仍是100,000坎德拉光强的光源
同时它也被定义为10万流明,因为我们把前面那些没被反光杯反射的光子也算进来了,空间中每秒钟通过的光子数是10万个
现在我们向后退到墙壁灯珠距离的一倍,看到灯珠F只有25,000坎德拉光强,因为此时眼睛的面积相对于原本的站位变小了,因此四分之三的光子都没有被我们眼睛接收到
只有再换一个更更聚光的光杯,将立体角减小到更小的C,使两倍墙壁距离下的光柱直径仍与眼睛相同,才能再度看见10万cd的灯珠F
如果墙壁也后退了,墙壁也会被照的没那么厉害,于是墙壁的照度也减少,反射的光子减少,我们看到的墙壁亮度还是减少.........
但不管光杯和我的站位怎么换,在这片空间中,灯珠F永远是每秒往外滋100,000个光子,它的10万流明也就不会随距离改变
就算你刷新了一个深度无限大的反光碗(能将所有的灯珠F所有的光子都汇聚成光柱),整条光路里每秒钟通过的光子数还是10万.........这就是光通量的由来
_(:з」∠)_现实世界中,由于光还有波的特性,量子的特性,以及各种理想情况的不存在,物理和数学的不完善,干涉,衍射,色散,像差,混沌等一系列问题会让计算过程百倍的复杂(如果要求高的话),甚至可能完全没有解析解,只能算近似值或实地模拟.....(手电筒相机这些还好(¬ω¬)搞电磁的真是被反复拷打至肉质Q弹)
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而且现实里的光源总有一定的发射角和配光设计,光功率很难平均在一个表面上
(两种廉价筒喜欢的配光,尤其是变焦筒↓,中心光斑的光功率大照度高,灯珠光通低的问题就不是那么明显了......)
所以.要测量这一切毕竟是很麻烦..........于是我们找个光线反射损失容易测量的墙面,把它制成一个球,这样内壁面积和几何形状已知,光线反射尽可能平均..........然后把灯珠装进去,测量反射后均匀分布在内壁上的照度,补偿一下损耗,就更容易反推光通量是多少.........