spContent=面向国家对新一代信息领域人才,尤其是光电专业人才的重大需求,《光度学辐射度学色度学及测量》课程基于全谱段光辐射到探测器获取全过程为主线,全面涵盖了光度、辐射度和色度的基础知识点,结合主客观量值测量方法及典型应用案例学习,使学生们能够在有效时间内系统地学习和理解这三个度量相互关联的知识领域,为光电类专业学生从事光电技术领域科研和应用奠定专业核心基础知识。
在知识层面,构建深度和广度兼顾的教学体系,培养学生知悉和理解光度辐射度色度的基本概念、原理与测试计量方法,掌握比较完整的本课程理论体系;在能力层面,将优势科研资源转化成教学资源,培养学生能够具有计算、分析和设计光度辐射度色度测量方案的能力,激发学生内在动力,铸造“知而有识、学而善用”的知识运用能力;在价值层面,通过从课程知识应用、测量方法、前沿发展、国家需求等角度,培养学生立足探测成像感知基础,扎实光电应用实践,树立科技报国使命感与归属感。
面向国家对新一代信息领域人才,尤其是光电专业人才的重大需求,《光度学辐射度学色度学及测量》课程基于全谱段光辐射到探测器获取全过程为主线,全面涵盖了光度、辐射度和色度的基础知识点,结合主客观量值测量方法及典型应用案例学习,使学生们能够在有效时间内系统地学习和理解这三个度量相互关联的知识领域,为光电类专业学生从事光电技术领域科研和应用奠定专业核心基础知识。
在知识层面,构建深度和广度兼顾的教学体系,培养学生知悉和理解光度辐射度色度的基本概念、原理与测试计量方法,掌握比较完整的本课程理论体系;在能力层面,将优势科研资源转化成教学资源,培养学生能够具有计算、分析和设计光度辐射度色度测量方案的能力,激发学生内在动力,铸造“知而有识、学而善用”的知识运用能力;在价值层面,通过从课程知识应用、测量方法、前沿发展、国家需求等角度,培养学生立足探测成像感知基础,扎实光电应用实践,树立科技报国使命感与归属感。
—— 课程团队
课程概述
本课程为专业必修核心课程。校内讲授时间32学时,课下实验16学时。面向光电类专业(光电信息科学与工程、测控技术与仪器、电子科学与技术等专业)高年级本科生或研究生。通过本课程的学习,学生应达到:
①知悉和理解辐射度量、光度量基础、热辐射定律及常用辐射源、光辐射探测器分类及性能参数、光辐射在空间中的传输;
②知悉和理解色度学基本概念、标准色度系统、色度的计算方法、均匀颜色空间、同色异谱和光源的显色指数;
③知悉和理解辐射测量基本仪器、光辐射测量的系统的性能及测量、光度量辐射度量和色度量的测量原理;
④拥有根据所掌握的光度学辐射度学色度学基本概念,针对具体测试需求提出相应的测量系统选择方案,具有计算分析光度量辐射度量色度量的能力。
本课程结构清楚,每个内容模块都边界清晰,主要特色与创新点有:
(1)军民融合、广域应用驱动内容课程重构。
立足我校专业特色,面向国家社会人才缺口,牢牢把握时代脉搏,紧紧跟随科技前沿,依托国家/省部平台,融合校企合作,构建了国内外首创的完整辐射度、光度、色度知识架构,已然成为光电领域内举足轻重的专业课程;
(2)信息前沿、科研创新引领实践体系改革。
紧密围绕资源数字化,实验体系化,依托本校教学科研优势,以现有的完整实验体系为核心,以先进设计案例、高阶前沿知识、尖端科研器材为辅助,实现实践体系对核心内容全覆盖,达成知识取于教材而高于教材深于教材的教学效果。
(3)学生为本、思政引领迭代培养模式创新。
育人与育才并重,以学生为中心,以个性需求为导向,重塑课堂教学形态,落实三阶六段进阶式改革,专业知识、科研成果、思政教育一把抓,持续迭代创新培养模式,努力培养学生的爱国主义情怀,让学生在潜移默化中形成责任意识和使命担当。
授课目标
1.知悉和理解辐射度量、光度量基础、热辐射定律及常用辐射源、光辐射探测器分类及性能参数、光辐射在空间中的传输;
2. 知悉和理解色度学基本概念、标准色度系统、色度的计算方法、均匀颜色空间、同色异谱和光源的显色指数;
3. 知悉和理解辐射测量基本仪器、光辐射测量的系统的性能及测量、光度量辐射度量和色度量的测量原理;
4.拥有根据所掌握的光度学辐射度学色度学基本概念,针对具体测试需求提出相应的测量系统选择方案,具有计算分析光度量辐射度量色度量的能力;
5.能够根据所掌握的光度量辐射度量色度量测量原理,进行实验设计,开展实验、数据分析和解释。
课程大纲
绪论
课时目标:1)了解课程内容及教学目的。2)什么是辐射度学光度学色度学(简称“三度学”)?3)三度学历史的沿革。
光辐射度量
课时目标:1)知悉和理解辐射度量、光度量基础;2)拥有根据所掌握的光度学辐射度学基本概念,具有计算分析光度量辐射度量的能力。
1.1辐射度量和光度量
1.2人眼的黑白视觉特性
1.3人眼的颜色视觉特性
1.4光辐射量的计算
热辐射定律及辐射源
课时目标:1)知悉和理解热辐射定律及常用辐射源;2)具有计算分析热辐射量的能力。
2.1 黑体辐射基本定律
2.2 辐射体的温度及测量
2.3 标准照明体与标准光源
辐射在大气中的传输
课时目标:1)知悉和理解光辐射在空间中的传输;2.)具有计算分析光辐射传输的能力。
4.1 光辐射能在空间中传输的基本定律
4.2 光辐射在传输介质界面的反射与透射
色度学基础
课时目标:1) 知悉和理解色度学基本概念、标准色度系统、色度的计算方法、均匀颜色空间、同色异谱和光源的显色指数;2)拥有根据所掌握的色度学基本概念,具有计算分析色度量的能力;
5.1 颜色匹配
5.2 CIE标准色度系统
5.3 色度计算方法
5.4 均匀颜色空间
5.5 光源显色指数
5.6 色适应与色貌模型
光辐射测量系统性能及其测量
课时目标: 知悉和理解光辐射测量的系统的性能及测量方法。
6.1 测量系统的响应度
6.2 测量系统的光谱响应
光度量的测量
课时目标:1)知悉和理解光度量的测量原理;2)拥有根据所掌握的光度学基本概念,针对具体测试需求提出相应的测量系统选择方案。
7.1 发光强度的测量
7.2 光通量的测量
7.3 照度的测量
7.4 亮度的测量
色度的测量
课时目标:1) 知悉和理解色度量的测量原理;2)拥有根据所掌握的色度学基本概念,针对具体测试需求提出相应的测量系统选择方案。
辐射度、光度与色度的应用
课时目标:拥有根据所掌握的光度学辐射度学色度学基本概念,针对典型应用需求提出相应的测量系统选择方案。
9.1 星上辐射定标
9.2 光学系统中杂散光的分析和计算
9.3 辐射测温仪
9.4 颜色管理
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预备知识
先修课程(a必须先修的课程,b建议先修的课程)
a大学物理AII,应用光学,物理光学;
b光学中的量子理论与统计物理,电动力学
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
教科书:
金伟其等编著. 辐射度、光度与色度及其测量[M]. 北京: 北京理工大学出版社,2016.
参考书:
[1] 车念曾, 阎达远. 辐射度学和光度学[M].北京: 北京理工大学出版社,1990.
[2] 廖宁放等编著. 高等色度学[M], 北京: 北京理工大学出版社,2020.