《光源基础知识》课件.ppt

光源基础知识培训 2012年9月 目录 1光的定义2光的特性2 1波粒二象性2 2光的颜色 色温 显色性 什么是光 1 电磁波 电磁辐射 电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动而产生的 是电磁场的一种运动形态 按照频率分类 从低频率到高频率 包括有无线电波 微波 红外线 可见光 紫外线 X射线和伽马射线等等 只要是本身温度大于绝对零度的物体 都可以发射电磁辐射 什么是光 1 1电磁辐射危害电磁辐射危害 电磁污染已被公认为排在大气污染 水质污染 噪音污染之后的第四大公害 联合国人类环境大会将电磁辐射列入必须控制的主要污染物之一 电磁辐射危害人体的机理主要是热效应 非热效应和积累效应等热效应 人体内70 以上是水 水分子受到电磁波辐射后相互摩擦 引起机体升温 从而影响到身体其他器官的正常工作 非热效应 人体的器官和组织都存在微弱的电磁场 它们是稳定和有序的 一旦受到外界电磁波的干扰 处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏 人体正常循环机能会遭受破坏 累积效应 热效应和非热效应作用于人体后 对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话 其伤害程度就会发生累积 久之会成为永久性病态或危及生命 对于长期接触电磁波辐射的群体 即使功率很小 频率很低 也会诱发想不到的病变 应引起警惕 1 波粒二象性波粒二象性 wave particleduality 是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质 它是量子力学中的一个重要概念 在经典力学中 研究对象总是被明确区分为两类 波和粒子 前者的典型例子是光 后者则组成了我们常说的 物质 在光电效应中实验中 人们观察到将一束光线照射在某些金属上会在电路中产生一定的电流 根据波动理论 光强对应于它所携带的能量 因而强光一定能提供更强的能量将电子击出 然而事实与预期的恰巧相反 对于某些材料 即使一束微弱的蓝光也能产生电流 但是无论多么强的红光都无法在其中引出电流 1905年 爱因斯坦将其解释为量子化效应 电子被光子击出金属 每一个光子都带有一部分能量E 这份能量对应于光的频率 E h 光束的颜色决定于光子的频率 而光强则决定于光子的数量 由于量子化效应 每个电子只能整份地接受光子的能量 因此 只有高频率的光子 蓝光 而非红光 才有能力将电子击出 光的特性 2 光的颜色 日光 在1664年 牛顿使一束自然日光通过棱镜 从而发现光束中包含组成彩虹的全部颜色 可见光谱的颜色实际上是连续光谱混合而成的 波长从380nm向780nm增加时 光的颜色从紫色开始 按蓝 绿 橙 红的顺序逐渐变化 光的特性 光的三原色1860年 麦克斯韦用不同强度的红 绿 蓝三色光配出了从白光一直到各种颜色的光 奠定了光的三原色基础 光的特性 蓝色和黄色混合成白色蓝光LED的应用 YAG黄色荧光粉 绿色和紫红色混合成白色 红和青绿色混合成白色 白光的其它组合 光的特性 色温概念 将一标准黑体加热 如白炽灯中的钨丝 随着温度升高黑体的颜色开始沿着深红 浅红 橙 黄 白 蓝逐渐改变 当某光源发出的光的颜色与标准黑体处于某温度的颜色相同时 我们将黑体当时的绝对温度称为光源的色温 以绝对温度K来表示 光的特性 色温低 色温高 10000K 早晨的阳光 偏蓝的光 6000K 中午的阳光 5000K 下午的阳光 2000K 黄昏的阳光 偏红的光 色温的变换色温越高 光色越偏蓝 色温越低 越偏红色 一天中的光色随时间变化而变化 自然光 光的特性 色温的界定在曲线所包围的面积内包括了一切物理上能实现的所有颜色 在这当中 有一条弯曲的曲线 它代表各种温度下黑体辐射的x y值的轨迹 X轴色度坐标相当于红基色的比例 Y轴色度坐标相当于绿基色的比例 舌形曲线代表单色光位置 同时 在此图中也准确的表示了颜色视觉的基本规律以及颜色混合的一般规律 光的特性 光的特性 荧光灯常用色温 光的特性 色容差 人造光源与标称颜色容许偏差的程度 国家标准中规定了目标值 人造光源真正的色坐标点与目标点之间的距离 被照物体 观察者 GLS 连续光谱 显色性光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性 显色性高的光源对颜色表现较好 我们所见到的颜色也就接近物体本色 显色性低的光源对颜色再现较差 我们所见到的颜色偏差也较大 显色性用显色指数 Ra 表示 国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100 光的特性 光的特性 显色性好的光源 显色性差的光源 光的特性 不同显色指数比较 光的特性 显色性的原理显色性 人眼感觉物体的颜色与物体本色的差别 人感知物体颜色 是通过物体反射某些颜色的光 进入人眼 才感知到的 物体反射光的规律 吸收与自身颜色不同的光 反射与自身颜色相同的光 物体吸收反射光的原理 不同物质的原子 分子结构不同 能级不同 能吸收的能量不同 能吸收的光波不同 使得物体能够吸收反射某种特定的光 石墨 钻石 要想达到好的显色性 光源需要有尽可能多的颜色 太阳光显色指数 100 显色性最好 是因为它有所有的颜色 我们可以通过观察光谱图来分析 光的特性 日光光谱 光的特性 白炽灯光谱 400500600700 nm 光的特性 400500600700 nm 光的特性 高压汞灯 照在人脸上 一层青灰色 显色性不好 400500600700 nm 光的特性 低压钠灯 照在蓝色物体上 几乎为黑色 显色性不好 光的特性 显色指数的计算 R1 淡灰红色 R2 暗灰黄色 R3 饱和黄绿色 R4 中等黄绿色 R5 淡蓝绿色 R6 淡蓝色 R7 淡紫蓝色 R8 淡红紫色 R9 饱和红色 R10 饱和黄色 R11 饱和绿色 R12 饱和蓝色 R13 白种人肤色 R14 树叶绿 R15 黄种人肤色CIE制定了一种评价光源显色性的方法 简称 测色法 用试验色评价待测光源的显色指数 一般显色指数使用1 8种颜色 我公司选用所有15种 光的特性 显色指数的计算 光的特性 显色指数计算结果的对比 Ra 80 Ra 67 光的特性 美国国家标准与技术研究所 NIST 正致力于研究制定一种新的评价光源显色