光的基础知识

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《光的基础知识》

简介:

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4/4光的基础知识  光的基础知识      光的基础知识   1、光的本质:   光的本质是电磁波,是整个电磁波谱中极小范围的一部分光是能量的一种形态;   可见光是电磁辐射谱中能够引起人眼视觉的部分。   可见光组成了所谓电磁光谱的一部分,电磁光谱存在于收音机和电视信号中,包括红外和紫外辐射,x射线,核辐射和宇宙辐射。在这些电磁辐射中,只有光波是动物和人眼可见的。该光谱也包括标准的50赫兹交流电(波长6000千米)和波长380-780纳米(=10-9米)的可见光部分。不同的波长给人眼造成不同的颜色感觉,从红、橙、黄、绿、蓝、靛(即蓝紫)到紫。   2、光通量(光束):   为光源所发出的光线(条数),单位为流明(lm),例如一节能灯的发出780(条)光线,则总光通量(光束)为780流明。   3、照度:   为每一单位面积所通过的光线,单位为lx.(lm/m2)   4、亮度:   与照度定义几乎相同,如果我们把每一物体都视为光源的话,那么亮度就是描述光源光亮的程度,而照度正好是把每一物体都作为被照物体,用一块木板来举例说明,当一定光束照到木板时我们讲木板有多少照度,然后木板将多少光束反射到人眼,就称为木板的多少亮度,那么有如下式子:亮度等于照度乘以反射率。   在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度是相同的,而亮度是不同的。   5、光强:   为通过1立体角的光线条数,(通光束的密度)。光强的单位是光度测定的基本单位,也是国际单位制的基本单位之一。为了复现光强度的单位,光的基准器最初为蜡烛,所以光强度单位早称为(烛光)。后来随着科技发展,光基准器改为钨丝灯,又改为黑体,1948年后,光强度单位正式定名为坎德拉(cd)。   6、眩光、怎样控制眩光:   视野内有亮度极亮的物体或强烈的亮度对比,则可引起不舒适或造成视觉降低的现象,称为眩光。造成人眼视力降低的眩光称失能眩光;使人有不快之感的眩光称为不舒适眩光。一般有两种控制眩光的方法:1、直接控制光源的亮度或采用透光材料减弱眩光;2、用灯具保护角控制眩光。   7、光源的色表(色温),色温与心理:   由于人们是用与光源的色度相等或近似的完全辐射体的绝对温度来描述光源的色表,因此光源的色表又称为光源的色温。   色温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。色温在3300K以下有稳重的气氛,温暖的感觉;色温在3000--5000K为中间色温,有爽快的感觉;色温在5000K以上有冷的感觉。高色温光源照射下,如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛;低色温光源照射下,亮度过高会给人们有一种闷热感觉。在同一空间使用两种光色差很大的光源,其对比将会出现层次效果,光色对比大时,在获得亮度层次的同时,又可获得光色的层次。   显色性是指光源的光照射到物体上所产生的客观效果。如果各色物体受照的效果和标准   光源(黑体或重组日光)照射时一样,则认为该光源的显色性好(显色指数高);反之,如果物体在受照后颜色失真,则该光源的显色性就差(显色指数低)。显色性也称演色性或传色性。   8、色觉的生理基础:   物体发出的光线通过角膜、房水、晶体及玻璃体,使物象聚焦于视网膜,由视网膜的感光细胞转化为神经冲动,再传导到大脑的高级视觉中枢,产生视觉。人类视网膜上的感光细胞有两种:杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞对光的感受性很高,锥状细胞对光的感受性很低。因此在微弱的照度下只有杆状细胞工作,随着亮度不断增加,锥状细胞的作用出不断增大,最后锥状细胞起主导作用。杆状细胞不能分辨颜色,只要锥状细胞才有色觉。   9、效率   a)、光源发光效率   是指一个光源所发出的光通量φ与该光源所消耗的电功率P之比。   b)、灯具效率   灯具效率是指在规定条件下测得的灯具所发射的光通量值与灯具内所有光源发出的光通量测定值之和的比值。   10、制造厂家一般会给出哪些参数说明电光源的特性:   a) 额定电压和额定电流:按光源预定要求进行工作所需要的电压和电流。在额定电压和额定电流运行时具有电好的功率   b) 额定功率:电光源在额定工作条件下所消耗的有功功率   c) 额定光通量和发光效率:额定光通量是反映电光源在额定工作条件下发出的光通量,平时简称光通量;发光效率是指电光源每消耗1W电功率所发出的光通量。在产品目录中提出的光通量和发光效率会随着时间的延长而下降。   d) 寿命:电光源的寿命有全寿命、有效寿命(指电光源的发光效率下降到初始值的70%时为止的使用时间)、平均寿命   e) 光谱能量的分布曲线:光谱能量分布曲线表示电光源所辐射各波长的光的成分和相对强度的分布状况,这种按不同波长所对应的相对强度绘制的曲线称为电光源相对光谱能量分布曲线。   f) 色温   g) 显色性   h) 频闪效应:电光源采用交流电源供电时,由于交流电作周期性的变化,因而电光源所发出的光通量也随之作周期性的变化,这会使人眼产生闪煤油的感觉。热辐射光源的发光体的热惰性大,所以闪烁感觉不明显,但气体放电灯较为明显。   关于色温的知识      关于色温的知识   色温:光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。   因为大部分光源所发出的光皆通称为白光,故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度,以量化光源的光色表现。根据Max Planck的理论,将一具完全吸收   与放射能力的标准黑体加热,温度逐渐升高光度亦随之改变;CIE色座标上的黑体曲线(Black body locus)显示黑体由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度,定义为该光源的相关色温度,称色温,以绝对温K(Kelvin,或称开氏温度)为单位(K=℃+273.15)。因此,黑体加热至呈红色时温度约527℃即800K,其他温度影响光色变化。   光色愈偏蓝,色温愈高;偏红则色温愈低。一天当中画光的光色亦随时间变化:日出后40分钟光色较黄,色温3,000K;正午阳光雪白,上升至4,800-5,800K,阴天正午时分则约6,500K;日落前光色偏红,色温又降至纸2,200K。其他光源的相关色温度。   因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时,对该光源光色表现的评价值,并非一种精确的颜色对比,故具相同色温值的二光源,可能在光色外观上仍有些许差异。仅凭色温无法了解光源对物体的显色能力,或在该光源下物体颜色的再现如何。   不同光源环境的相关色温度   光源色温   北方晴空8000-8500k   阴天…………………6500-7500   夏日正午阳光………5500k   金属卤化物灯………4000-4600k   下午日光……………4000k   冷色营光灯…………4000-5000k   高压汞灯…………3450-3750k   暖色营光灯………2500-3000k   卤素灯………………3000k   钨丝灯………………2700k   高压钠灯…………1950-2250k .   蜡烛光……………2000k   光源色温不同,光色也不同,色温在3300K以下有稳重的气氛,温暖的感觉;色温在3000--5000K为中间色温,有爽快的感觉;色温在5000K以上有冷的感觉。不同光源的不同光色组成最佳环境,如表:   色温……光色……气氛效果   >5000K…清凉…(带蓝的白色) 冷的气氛   3300-5000K…中间…(白)

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