GB 3102.6-1993 光及有关电磁辐射的量和单位
引言编辑
本标准等效采用国际标准 ISO 31-6:1992《量和单位 第六部分:光及有关电磁辐射》。
本标准是目前已经制定的有关量和单位的一系列国家标准之一,这一系列国家标准是:
GB 3102.6 光及有关电磁辐射的量和单位;
上述国家标准贯彻了《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国标准化法》、国务院于 1984 年 2 月 27 日公布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》和《中华人民共和国法定计量单位》。
本标准的主要内容以表格的形式列出。表格中有关量的各栏列于左面各页,而将其单位列于对应的右面各页并对齐。两条实线间的全部单位都是左面各页相应实线间的量的单位。
量的表格列出了本标准领域中最重要的量及其符号,并在大多数情况下给出了量的定义,但这些定义只用于识别,并非都是完全的。
某些量的矢量特性,特别是当定义需要时,已予指明,但并不企图使其完整或一致。
在大多数情况下,每个量只给出一个名称和一个符号。当一个量给出两个或两个以上的名称或符号,而未加以区別时,则它们处于同等的地位。当有两种斜体字母(例如:𝜗、𝜃、𝜑、𝜙、𝑔、𝘨)存在时,只给出其中之一,但这并不意味另一个不同等适用。一般这种异体字不应给予不同的意义。在括号中的符号为“备用符号”,供在特定情况下主符号以不同意义使用时使用。
量的相应单位连同其国际符号和定义一起列出。
单位按下述方式编排:
一般只给出 SI 单位。应使用 SI 单位及其用 SI 词头构成的十进倍数和分数单位。十进倍数和分数单位未明确地给出。
可与 SI 的单位并用的和属于国家法定计量单位的非 SI 的单位列于 SI 单位之下,并用虚线与相应的 SI 单位隔开。专门领域中使用的非国家法定计量单位列于“换算因数和备注”栏。一些非国家法定计量单位列于附录(参考件)中,这些参考件不是标准的组成部分。
关于量纲一的量的单位说明:
任何量纲一的量的一贯单位都是数字一(1)。在表示这种量的值时,单位 1 一般并不明确写出。词头不应加在数字 1 上构成此单位的十进倍数或分数单位。词头可用 10 的乘方代替。
例:
折射率 𝑛 = 1.53 × 1 = 1.53
雷诺数 𝑅𝑒 = 1.32 × 10³
考虑到一般是将平面角表示为两长度之比,将立体角表示为面积与长度的平方之比,国际计量委员会(CIPM)在 1980 年规定,在国际单位制中弧度和球面度为无量纲的导出单位;这就意味着将平面角和立体角作为无量纲的导出量。为了便于识别量纲相同而性质不同的量,在导出单位的表示式中可以使用单位弧度和球面度。
数值表示:
“定义”栏中的所有数值都是准确的。
在“换算因数和备注”栏中的数值如果是准确的,则在数值后用括号加注“准确值”字样。
本标准的特殊说明:
本标准主要包括辐射度量、光度量和光子度量,少数是色度量、材料特性量和成像光学量等。关于电离辐射可参阅 GB 3102.10,
标准标题中的“光”指“可见辐射”,“有关电磁辐射”指“红外辐射”和“紫外辐射”。
某些对应的辐射度量、光度量和光子度量(例如辐射强度、发光强度和光子强度),用同一符号代表(例如用 𝐼)。若遇易于混淆的场合,则用下标区分。辐射度量用下标 e,光度量用下标 v,光子度量用下标 p。但顶焦距和顶焦度的符号也采用下标 v。
在本标准中,某一量的光谱密集度通常表示为波长的函数。它具有该量除以波长的量纲,并用下标 𝜆 标记。光谱密集度也可表示为频率或波数的函数,此时下标改为 𝜈 或 𝜎。光谱密集度有时也称为分布函数,例如,波长分布函数、频率分布函数等。为简便起见,“光谱密集度”可用形容词“光谱[的]”代替。例如“辐射能密度的光谱密集度”可以称为“光谱辐射能密度”。但应该注意形容词“光谱[的]”也用来代表某一个量是波长(或频率或波数)的函数,它同光谱密集度的区别可以从记号的函数形式看出,此时,变量 𝜆(或 𝜈 或 𝜎)记在括弧内。例如“光谱发射率”记为 𝜀(𝜆)。
在光度学、辐射度学和光子度学中使用了辅助单位(球面度)。
正文编辑
1 主题内容与适用范围编辑
本标准规定了周期及其有关现象的量和单位的名称与符号;在适当时,给出了换算因数。
本标准适用于所有科学技术领域。
2 名称和符号编辑
量:6-1~6-7 | 单位:6-1.a~6-7.a |
frequency
hertz
angular frequency
radian per second
reciprocal second,
负一次方秒
second to the power minus one
wavelength
metre
1 Å = 1 × 10⁻¹⁰ m
repetency,
波数
wavenumber
reciprocal metre,
负一次米metre to the power minus one
angular repetency,
角波数
angular wavenumber
radian per metre
reciprocal metre,
负一次方米
metre to the power minus one
velocity(speed)of electromagnetic waves in vacuum
如果用 𝑐 代表介质中的相速度,则用 𝑐₀ 代表真空中的相速度
metre per second
radiant energy
joule
量:6-8~6-13 | 单位:6-8.a~6-13.a |
radiant energy density
𝑤𝜆 = 8πℎ𝑐 ⋅ 𝑓(𝜆, 𝑇) 和 𝑤 = (4𝜎/𝑐) ⋅ 𝑇⁴
𝑓(𝜆, 𝑇)参阅6-19和6-20,ℎ 和 𝜎 参阅6-18。
参阅引言
joule per cubic metre
spectral concentration of radiant energy density (in terms of wavelength),
光谱辐[射]能密度
spectral radiant energy density (in terms of wavelength)
joule per metre to the fourth power
radiant power,
辐[射能]通量radiant energy flux
watt
radiant energy fluence
joule per square metre
radiant energy fluence rate
在一各向同的均匀辐射场中,𝜑/𝑐 是辐射能密度,表面上的辐射照度是 𝜑/4
watt per square metre
radiant intensity
watt per steradian
量:6-14~6-18 | 单位:6-14.a~6-18.a |
radiance
对于非偏振黑体(全)辐射,
𝐿𝜆 = (𝑐/4π)𝑤𝜆 = 2ℎ𝑐² ⋅ 𝑓(𝜆, 𝑇)
和 𝐿 = (𝜎/π) ⋅ 𝑇⁴
watt per steradian square metre
radiant exitance
对于非偏振黑体(全)辐射,
𝑀𝜆= (𝑐/4) ⋅ 𝑤𝜆 =2πℎ𝑐² ⋅ 𝑓(𝜆, 𝑇)
和 𝑀 = 𝜎 ⋅ 𝑇⁴
watt per square metre
irradiance
watt per square metre
radiance exposure
joule per square metre
Stefan-Boltzmann constant
𝑀= 𝜎 ⋅ 𝑇⁴
𝜎 | = |
| = |
式中玻耳兹曼常量 𝑘 = (1.380 658 ± 0.000 012) × 10⁻²³ J/K,
ℎ= (6.626 075 5 ± 0.000 004 0) × 10⁻³⁴ J ⋅ s
watt per square metre kelvin to the fourth power
量:6-19~6-25 | 单位:6-19.a~6-25.a |
first radiation constant
𝑀𝜆 = 𝑐₁𝑓(𝜆, 𝑇) =
𝑐₁ |
|
watt square metre
second radiation constant
metre kelvin
emissivity
one
spectral emissivity,emissivity at aspecified wavelength
directional spectral emissivity
photon number
式中 𝑊 是辐射能
one
photon flux
𝛷ₚ = | ∫ | 𝛷ₑ𝜆 |
| d𝜆 |
参阅6-10
reciprocal second,
负一次方秒
second to the power minus one
photon intensity
reciprocal second per steradian
photon luminance,photon radiance
reciprocal second per steradian square metre
量:6-26~6-32 | 单位:6-26.a~6-32.a |
photon exitance
reciprocal second per square metre
photon irradiance
reciprocal second per square metre
reciprocal square metre
luminous intensity
参阅6-30。
luminous flux
d𝛷 = 𝐼 d𝛺
光通量 𝛷 与辐射能通量的光谱密集度 𝛷ₑ𝜆 的关系可用公式表示为
式中 𝐾(𝜆) 是光谱光视效能,可参阅6-36.2
lumen
quantity of light
lumen second
lumen hour
candela per square metre
量:6-33~6-37.2 | 单位:6-33.a~6-37.a |
luminous exitance
lumen per square metre
illuminance
lux
light exposure
lux second
lux hour
luminous efficacy
𝐾 | = |
|
𝐾 | = |
|
= |
|
频率为 540 × 10¹² Hz 单色辐射的光谱光视效能等于 683 lm/W
lumen per watt
spectral luminous efficacy,
luminous efficacy at a specified wavelength
𝐾(𝜆) | = |
|
maximum spectral luminous efficacy
luminous efficiency
𝑉 | = |
|
1971 年国际照明委 员会 ( CIE ) 公布的明视觉的 𝑉(𝜆) 标准值已于 1972 年由国际计量委员会批准,会议记录 CIPM 40 (1972) 29,145,参阅附录A
one
spectral luminous efficiency,
luminous efficiency at a specified wavelength
量:6-38~6-39 | 单位:6-38.a~6-39.a |
CIE colorimetric functions
𝑦̅(𝜆) ≝ 𝑉(𝜆)
这系统用于视角大于4° 的情况
one
trichromatic coordinates
one
𝑥 | = |
|
对物体色,𝜑(𝜆) 由下面三个积中之一求出
𝜑(𝜆) | = |
| ⋅ | ⎧ ⎨ ⎩ | 𝜌(𝜆) 𝜏(𝜆) 𝛽(𝜆) |
在 CIE 1964 补充标准色度系统中,色品坐标的符号是 𝑥₁₀, 𝑦₁₀, 𝑧₁₀
该系统用于 4° 以上视场
量:6-40.1~6-41 | 单位:6-40.a~6-41.a |
光谱吸收因数
spectral absorption factor
one
spectral reflectance,
光谱反射因数spectral reflection factor
光谱透射因数spectral transmission factor
spectral radiance factor
optical density
one
量:6-42.1~6-46.2 | 单位:6-42.a~6-46.a. |
linear attenuation coefficient,
线性消光系数linear extinction coefficient
reciprocal metre,
负一次方米metre to the power minus one
linear absorption coefficient
式中 𝑐 为物质的量浓度
square metre per mole
refractive index
one
object distance
metre
image distance
focal distance
vergence, lens power
reciprocal metre,
负一次方米
metre to the power minus one
1 D = 1 m⁻¹
vertex vergence,
vertex lens power
附录编辑
附录A编辑
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- ↑ 1971 年国际照明委员会公布,1972 年国际计量委员会批准。
附加说明:编辑
本标准由全国量和单位标准化技术委员会提出并归口。
本标准由全国量和单位标准化技术委员会第三分委员会负责起草。
本标准主要起草人徐大刚、夏学江、麦伟麟。
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本作品来自强制性中华人民共和国国家标准。
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