光的基礎(chǔ)知識(shí)

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光的基礎(chǔ)知識(shí)

1、光的本質(zhì)：

光的本質(zhì)是電磁波,是整個(gè)電磁波譜中極小范圍的一部分光是能量的一種形態(tài)；

可見(jiàn)光是電磁輻射譜中能夠引起人眼視覺(jué)的部分。

可見(jiàn)光組成了所謂電磁光譜的一部分，電磁光譜存在于收音機(jī)和電視信號(hào)中，包括紅外和紫外輻射，x射線，核輻射和宇宙輻射。在這些電磁輻射中，只有光波是動(dòng)物和人眼可見(jiàn)的。該光譜也包括標(biāo)準(zhǔn)的50赫茲交流電（波長(zhǎng)6000千米）和波長(zhǎng)380-780納米（=10-9米）的可見(jiàn)光部分。不同的波長(zhǎng)給人眼造成不同的顏色感覺(jué)，從紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛（即藍(lán)紫）到紫。

2、光通量（光束）：

為光源所發(fā)出的光線（條數(shù)），單位為流明（lm）,例如一節(jié)能燈的發(fā)出780（條）光線，則總光通量（光束）為780流明。

3、照度：

為每一單位面積所通過(guò)的光線，單位為lx.（lm/m2）

4、亮度：

與照度定義幾乎相同，如果我們把每一物體都視為光源的話，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體都作為被照物體，用一塊木板來(lái)舉例說(shuō)明，當(dāng)一定光束照到木板時(shí)我們講木板有多少照度，然后木板將多少光束反射到人眼，就稱為木板的多少亮度，那么有如下式子：亮度等于照度乘以反射率。

在同一房間同一位置一塊白布和一塊黑布的照度是相同的，而亮度是不同的。

5、光強(qiáng)：

為通過(guò)1立體角的光線條數(shù)，（通光束的密度）。光強(qiáng)的單位是光度測(cè)定的基本單位，也是國(guó)際單位制的基本單位之一。為了復(fù)現(xiàn)光強(qiáng)度的單位，光的基準(zhǔn)器最初為蠟燭，所以光強(qiáng)度單位早稱為（燭光）。后來(lái)隨著科技發(fā)展，光基準(zhǔn)器改為鎢絲燈，又改為黑體，1948年后，光強(qiáng)度單位正式定名為坎德拉（cd）。

6、眩光、怎樣控制眩光：

視野內(nèi)有亮度極亮的物體或強(qiáng)烈的亮度對(duì)比，則可引起不舒適或造成視覺(jué)降低的現(xiàn)象，稱為眩光。造成人眼視力降低的眩光稱失能眩光；使人有不快之感的眩光稱為不舒適眩光。一般有兩種控制眩光的方法：1、直接控制光源的亮度或采用透光材料減弱眩光；2、用燈具保護(hù)角控制眩光。

7、光源的色表（色溫），色溫與心理：

由于人們是用與光源的色度相等或近似的完全輻射體的絕對(duì)溫度來(lái)描述光源的色表，因此光源的色表又稱為光源的色溫。

色溫：光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時(shí)，黑體的溫度稱為該光源的色溫。色溫在3300K以下有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的感覺(jué)；色溫在3000--5000K為中間色溫，有爽快的感覺(jué)；色溫在5000K以上有冷的感覺(jué)。高色溫光源照射下，如亮度不高則給人們有一種陰氣的氣氛；低色溫光源照射下，亮度過(guò)高會(huì)給人們有一種悶熱感覺(jué)。在同一空間使用兩種光色差很大的光源，其對(duì)比將會(huì)出現(xiàn)層次效果，光色對(duì)比大時(shí)，在獲得亮度層次的同時(shí)，又可獲得光色的層次。

顯色性是指光源的光照射到物體上所產(chǎn)生的客觀效果。如果各色物體受照的效果和標(biāo)準(zhǔn)

光源（黑體或重組日光）照射時(shí)一樣，則認(rèn)為該光源的顯色性好（顯色指數(shù)高）；反之，如果物體在受照后顏色失真，則該光源的顯色性就差（顯色指數(shù)低）。顯色性也稱演色性或傳色性。

8、色覺(jué)的生理基礎(chǔ)：

物體發(fā)出的光線通過(guò)角膜、房水、晶體及玻璃體，使物象聚焦于視網(wǎng)膜，由視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)沖動(dòng)，再傳導(dǎo)到大腦的高級(jí)視覺(jué)中樞，產(chǎn)生視覺(jué)。人類視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞有兩種：桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞。桿狀細(xì)胞對(duì)光的感受性很高，錐狀細(xì)胞對(duì)光的感受性很低。因此在微弱的照度下只有桿狀細(xì)胞工作，隨著亮度不斷增加，錐狀細(xì)胞的作用出不斷增大，最后錐狀細(xì)胞起主導(dǎo)作用。桿狀細(xì)胞不能分辨顏色，只要錐狀細(xì)胞才有色覺(jué)。

9、效率

a)、光源發(fā)光效率

是指一個(gè)光源所發(fā)出的光通量φ與該光源所消耗的電功率P之比。

b)、燈具效率

燈具效率是指在規(guī)定條件下測(cè)得的燈具所發(fā)射的光通量值與燈具內(nèi)所有光源發(fā)出的光通量測(cè)定值之和的比值。

10、制造廠家一般會(huì)給出哪些參數(shù)說(shuō)明電光源的特性：

a)額定電壓和額定電流：按光源預(yù)定要求進(jìn)行工作所需要的電壓和電流。在額定電壓和額定電流運(yùn)行時(shí)具有電好的功率

b)額定功率：電光源在額定工作條件下所消耗的有功功率

c)額定光通量和發(fā)光效率：額定光通量是反映電光源在額定工作條件下發(fā)出的光通量，平時(shí)簡(jiǎn)稱光通量；發(fā)光效率是指電光源每消耗1W電功率所發(fā)出的光通量。在產(chǎn)品目錄中提出的光通量和發(fā)光效率會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。

d)壽命：電光源的壽命有全壽命、有效壽命（指電光源的發(fā)光效率下降到初始值的70%時(shí)為止的使用時(shí)間）、平均壽命

e)光譜能量的分布曲線：光譜能量分布曲線表示電光源所輻射各波長(zhǎng)的光的成分和相對(duì)強(qiáng)度的分布狀況，這種按不同波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的相對(duì)強(qiáng)度繪制的曲線稱為電光源相對(duì)光譜能量分布曲線。

f)色溫

g)顯色性

h)頻閃效應(yīng)：電光源采用交流電源供電時(shí)，由于交流電作周期性的變化，因而電光源所發(fā)出的光通量也隨之作周期性的變化，這會(huì)使人眼產(chǎn)生閃煤油的感覺(jué)。熱輻射光源的發(fā)光體的熱惰性大，所以閃爍感覺(jué)不明顯，但氣體放電燈較為明顯。

關(guān)于色溫的知識(shí)

關(guān)于色溫的知識(shí)

色溫：光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時(shí)，黑體的溫度稱為該光源的色溫。

因?yàn)榇蟛糠止庠此l(fā)出的光皆通稱為白光，故光源的色表溫度或相關(guān)色溫度即用以指稱其光色相對(duì)白的程度，以量化光源的光色表現(xiàn)。根據(jù)MaxPlanck的理論，將一具完全吸收

與放射能力的標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱，溫度逐漸升高光度亦隨之改變；CIE色座標(biāo)上的黑體曲線（Blackbodylocus）顯示黑體由紅——橙紅——黃——黃白——白——藍(lán)白的過(guò)程。黑體加溫到出現(xiàn)與光源相同或接近光色時(shí)的溫度，定義為該光源的相關(guān)色溫度，稱色溫，以絕對(duì)溫K（Kelvin，或稱開(kāi)氏溫度）為單位（K=℃+273.15）。因此，黑體加熱至呈紅色時(shí)溫度約527℃即800K，其他溫度影響光色變化。

光色愈偏藍(lán)，色溫愈高；偏紅則色溫愈低。一天當(dāng)中畫光的光色亦隨時(shí)間變化：日出后40分鐘光色較黃，色溫3,000K；正午陽(yáng)光雪白，上升至4,800-5,800K，陰天正午時(shí)分則約6,500K；日落前光色偏紅，色溫又降至紙2,200K。其他光源的相關(guān)色溫度。

因相關(guān)色溫度事實(shí)上是以黑體輻射接近光源光色時(shí)，對(duì)該光源光色表現(xiàn)的評(píng)價(jià)值，并非一種精確的顏色對(duì)比，故具相同色溫值的二光源，可能在光色外觀上仍有些許差異。僅憑色溫?zé)o法了解光源對(duì)物體的顯色能力，或在該光源下物體顏色的再現(xiàn)如何。

不同光源環(huán)境的相關(guān)色溫度

光源色溫

北方晴空8000-8500k

陰天…6500-7500

夏日正午陽(yáng)光………5500k

金屬鹵化物燈………4000-4600k

下午日光……………4000k

冷色營(yíng)光燈…………4000-5000k

高壓汞燈…………3450-3750k

暖色營(yíng)光燈………2500-3000k

鹵素?zé)簟?000k

鎢絲燈………………2700k

高壓鈉燈…………1950-2250k.

蠟燭光……………2000k

光源色溫不同，光色也不同，色溫在3300K以下有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的感覺(jué)；色溫在3000--5000K為中間色溫，有爽快的感覺(jué)；色溫在5000K以上有冷的感覺(jué)。不同光源的不同光色組成最佳環(huán)境，如表：

色溫……光色……氣氛效果

>5000K…清涼…(帶藍(lán)的白色)冷的氣氛

3300-5000K…中間…(白)