光的基础知识ppt课件

光及其术语 目录 一光的基本概念光的定义 特性 光源 应用等二常用光学术语光通量 照度 发光强度等 光的基本概念 定义 光是指特定波段的的电磁波谱 光是由光子为基本粒子组成 具有粒子性与波动性 称为波粒二象性 特性 波粒二象性 光的基本概念 波动性 光是一种电磁波 不同的光都有一定的波长和频率 光具有波粒二象性 即既可把光看作是一种特定频率的电磁波 也可把光看成是一个粒子 即光量子 简称光子 光的波动性能够说明光的传播 干涉 衍射 散射 等许多现象 LED照明应用 光的颜色 波长 频率 光学模拟软件应用等 粒子性 光是由 光子 组成的 光的粒子性能很直观地解释光的直进及反射折射等现象 LED照明应用 LED发光原理 LED透镜 LED灯具的发光角度等 光的基本概念 光的频谱 光是一种电磁波 覆盖着电磁频谱一个相当宽的范围 从X射线到远红线 只是波长比普通无线电波更短 光的基本概念 可见光的频谱 日常生活中可以看到的光 我们称为可见光 波长范围是380nm 780nm 光的穿透力 频率越低的波的穿透能力越强 反之则越弱红外线的频率比紫外线高所以紫外线的穿透能力强一些 光的传播需要媒介 在真空中的传播速度是3 108m S 光的基本概念 光源定义 物理学上指能发出一定波长范围的电磁波 包括可见光与紫外线 红外线 X光线等不可见光 的物体 种类 第一种是热效应产生的光 比如太阳光 此外蜡烛等物品也都一样 此类光随着温度的变化会改变颜色 第二种是原子发光 荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光 此外霓虹灯的原理也是一样 原子发光具有独自的基本色彩 第三种是同步加速器 synchrotron 发光 同时携带有强大的能量 原子炉发的光就是这种 但是我们在日常生活中几乎没有接触到这种光的机会 光的基本概念 光源的分类 自然光 太阳光 荧火虫等 电光源 人造光 电致发光 热致发光等 光的基本概念 人与光 光合作用 人接受外界的信息 有90 以上是通过眼睛视觉来完成的 眼睛是一种光学系统 能够在视网膜上产生图像 人的感观 根本上是人的视觉神经对不同波长的光束在大脑中形成的不同映像 不同的光束能量会反映出不同的色度 亮度等 光的基本概念 明视觉与暗视觉 当光亮度大于3cd m2时 锥状细胞起主要作用 敏感的光谱范围是380nm 780nm在555nm处最敏感 且能分辨出各种颜色 这种视觉称为明视觉 当光亮度小于0 001cd m2时 柱状细胞起主要作用 敏感的光谱范围是330nm 730nm在507nm处最敏感 但不能分辨出各种颜色 这种视觉称为暗视觉 人眼对物体感知颜色的反应发光源发出的光到人眼中的色彩 不能发光物体到人眼中的色彩 常用光学术语 基本光度学的量 定义 单位和符号 常用光学术语 一 光通量 定义 发光强度为1的光源在立体角元内发出的光 符号 单位 lm 光通量是能量的单位 即 光源在单位时间内发出的光亮总和 它是指人眼所能感觉到的光的辐射功率 等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积 人眼对不同波长光的相对视见率不同 所以不同波长光的辐射功率相当时 其光通量并不相等 测量 常用光学术语 二 发光强度 定义 1cd是指单色光源在给定的方向上的单位立体角内发出光的强度 单色光源的波长为 0 55微米 给定方向的辐射强度为 1瓦 683球面度符号 I单位 cd mcd 发光强度是针对点光源而言的一个单位 具有方向性 它和光通量没有直接的关系 但是发光强度与发射角建立关系的话 可以简单理解为发光强度为 某特定方向的光通量与该立体角元之商 测量 常用光学术语 三 照度 定义 照度指物体被照亮的程度 采用单位面积所接受的光通量来表示符号 E单位 lx lux 1lx等于1lm的光通量均匀分布于1m2面积上的光照度 照度是以垂直面所接受的光通量为标准 若倾斜照射则照度下降 照度的测量 照度的标准 常用光学术语 四 亮度 定义 人眼从某个方向上观察光源 反光体 在这个方向上的光强与人眼所 见到 的光源面积之比 即单位投影面积上的发光强度 符号 L单位 cd m2 亮度是一个主观的量 它是颜色的一种性质 用来定义人对颜色的主观明亮感觉 人眼感知的亮度与光强成指数关系 而物理学定义的亮度与光强成正比 常用光学术语 光通量 发光强度 照度 亮度 常用光学术语 五 色温 定义 色温是按绝对黑体来定义的 光源在可见区的辐射与绝对黑体的辐射完全相同时 此时黑体的温度就称为此光源的色温 符号 Tc单位 K 色温是表示光源光谱质量的通用指标 它是用来量度和计算光线颜色成分的方法 光源色温不同 光色也不同 带来的感觉也不同 它只是用来表示颜色的视觉印象 烛光 1930K 钨丝灯 2760 2900K 荧光灯 3000K闪光灯 3800K 中午阳光 5600K 电子闪光灯 6000K蓝天 12000 18000K 常用光学术语 常用光学术语 六 显色指数 定义 也可叫显色性 是光源对物体的显色能力的一个衡量指标 符号 Ra 光源发射的光谱内容决定了光源的光色 光色可由几个或多个单色的光波混成 这样不同光谱的光源 对特定颜色的物体显色性就有区别 如 RGB混成的白光与连续的太阳光谱对比或蓝光加黄色荧光粉的对比 可简单理解为显色指数是光源对物体真实颜色的还原程度 理想光源的显色指数为100 色温和显色指数都可以通过积分球测试出来 色温与显色性 不同光的光谱 太阳光谱 特点 各波段光谱都很平均丰富 所以 显色性Ra 100 色温为5500K左右 不同光的光谱 白炽灯光谱 特点 各波段光谱都具备 550nm以上黄光波较多 所以 显色性Ra 100 色温为3300K左右 不同光的光谱 荧光灯光谱 特点 各波段光谱都具备 750nm以上较少 450nm到650nm波段丰富 所以 显色性Ra 90 色温为4300K左右 不同光的光谱 金卤灯光谱 特点 各波段光谱都具备 500nm到700nm波段丰富 所以 显色性Ra 85 色温为3300K左右