建筑物理+光學(xué)部分+《第1章：光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)》

第二篇建筑光學(xué)建筑光學(xué)基本知識(shí)天然(tiānrán)采光建筑照明精品資料序言人類(lèi)的生活時(shí)時(shí)刻刻離不開(kāi)光。光輻射引起人的視覺(jué)，人才能看清他周?chē)沫h(huán)境；人從外界獲得(huòdé)的信息約有80%來(lái)自光和視覺(jué)。所以，無(wú)論是白天還是晚間，舒適的光環(huán)境對(duì)任何人都是至關(guān)重要的。精品資料一、光環(huán)境(huánjìng)光環(huán)境（Luminousenvironment）的內(nèi)涵很廣，它指的是由光（照度水平和分布，照明(zhàomíng)的形式和顏色）與顏色（色調(diào)，色飽和度，室內(nèi)顏色分布，顏色顯現(xiàn)）在室內(nèi)建立的同房間形狀有關(guān)的生理和心理環(huán)境。精品資料二、光環(huán)境設(shè)計(jì)運(yùn)用(yùnyòng)學(xué)科光環(huán)境(huánjìng)設(shè)計(jì)要運(yùn)用很多學(xué)科的基礎(chǔ)理論，例如建筑學(xué)、物理學(xué)（包括光學(xué)、光度學(xué)、色度學(xué)）、生理學(xué)、心理學(xué)、人類(lèi)工效學(xué)、美學(xué)等等。精品資料三、本課重點(diǎn)(zhòngdiǎn)本課程將著重講解有關(guān)的概念和理論，以期同學(xué)們對(duì)光環(huán)境的設(shè)計(jì)原理有正確的理解。此外，對(duì)照明設(shè)備、控光材料、照明形式、計(jì)算方法、測(cè)光技術(shù)等實(shí)用的知識(shí)和資料也將作較全面的介紹，并通過(guò)實(shí)例(shílì)分析，力求使大家掌握光環(huán)境設(shè)計(jì)的方法和技巧?？紤]到建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析將略去。精品資料§1-1光學(xué)基本概念§1-3材料的光學(xué)性質(zhì)第1章光學(xué)(guāngxué)基礎(chǔ)知識(shí)§1-2基本光度單位與應(yīng)用§1-4視度及其影響因素精品資料1.電磁波、廣播、可見(jiàn)光光是以電磁波形式傳播的輻射能。電磁輻射的波長(zhǎng)范圍很廣。只有波長(zhǎng)在380nm至780nm的這部分輻射才能(cáinéng)引起光視覺(jué)，稱(chēng)為可見(jiàn)光（簡(jiǎn)稱(chēng)光），見(jiàn)圖7－0所示。波長(zhǎng)短于380nm的是紫外線、x射線、γ射線、宇宙線；長(zhǎng)于780nm的有紅外線、無(wú)線電波等等。1.1光學(xué)(guāngxué)基本概念1.1.1光的性質(zhì)精品資料太陽(yáng)輻射的電磁波2.太陽(yáng)光太陽(yáng)光從廣義上講是太陽(yáng)發(fā)出的電磁輻射全部光譜。到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射中，以紅外線的能量(néngliàng)最多，占50%-70%；可見(jiàn)光比例其次，占36-40%；紫外線最少，只占0.1%-4%。精品資料3、眼睛(yǎnjing)與視覺(jué)人們的視覺(jué)感覺(jué)是通過(guò)眼睛來(lái)完成的，所以我們應(yīng)對(duì)眼睛的視看過(guò)程(guòchéng)有一粗略的了解。眼睛好似一個(gè)很精密的光學(xué)儀器，它在很多方面都與照相機(jī)相似。圖7－1是人的右眼剖面圖。精品資料（3）視網(wǎng)膜光線經(jīng)過(guò)瞳孔、水晶體在視網(wǎng)膜上聚焦成清晰的影像。視網(wǎng)膜是眼睛的視覺(jué)感受部分，類(lèi)似照相機(jī)中的膠卷。視網(wǎng)膜上布滿(mǎn)了感光細(xì)胞－－錐狀和桿狀感光細(xì)胞。光線射到它們上面就產(chǎn)生(chǎnshēng)神經(jīng)沖動(dòng)，傳輸至視神經(jīng)，再傳至大腦產(chǎn)生(chǎnshēng)視覺(jué)感覺(jué)。圖1－1右眼剖面圖從圖中可看到眼睛的主要組成部分，其功能如下：（1）瞳孔虹膜中央(zhōngyāng)的圓形孔，它可根據(jù)環(huán)境的明暗程度，自動(dòng)調(diào)節(jié)其孔徑，以控制進(jìn)入眼睛的光能數(shù)量。起照相機(jī)中光圈的作用。（2）水晶體為一扁球形的彈性透明體，它受睫狀肌收縮或放松的控制，使其形狀改變，從而改變其屈光度，使遠(yuǎn)近不同的外界景物都能在視網(wǎng)膜上成清晰的影像。它起照相機(jī)的透鏡的作用，不過(guò)水晶體具有自動(dòng)聚焦功能。（4）感光細(xì)胞它們處在視網(wǎng)膜最外層上，接受光刺激，并轉(zhuǎn)換為神經(jīng)沖動(dòng)。兩種感光細(xì)胞在視網(wǎng)膜上的分布是不均勻的：錐狀細(xì)胞主要集中在視網(wǎng)膜的中央部位，稱(chēng)為“黃斑”的黃色區(qū)域。黃斑區(qū)的中心有一小凹，稱(chēng)“中央窩”；在這里錐狀細(xì)胞密度達(dá)到最大；在黃斑區(qū)以外,錐狀細(xì)胞的密度急劇下降。與此相反，在中央窩處幾乎沒(méi)有桿狀細(xì)胞，自中央窩向外，其密度迅速增加，在離中央窩20附近密度達(dá)到最大，然后又逐漸減少。感光細(xì)胞在視網(wǎng)膜上的分布情況見(jiàn)圖7－2。精品資料圖1－2二中感光細(xì)胞在視網(wǎng)膜上的分布(fēnbù)情況精品資料錐狀細(xì)胞對(duì)于光不甚敏感，在亮度高于3cd/m2的水平時(shí)，錐狀細(xì)胞才充分發(fā)揮作用(zuòyòng)，這時(shí)稱(chēng)為明視覺(jué)。錐狀細(xì)胞有辨認(rèn)細(xì)節(jié)和分辨顏色的能力，這種能力隨亮度增高而達(dá)到最大。所有的室內(nèi)照明，都是按明視覺(jué)條件設(shè)計(jì)的。

桿狀細(xì)胞對(duì)于光非常(fēicháng)敏感，但是不能分辨顏色。在暗視覺(jué)條件下，景物看起來(lái)總是模糊不清、灰茫茫一片。精品資料光射入人眼后產(chǎn)生的視覺(jué)，有以下幾種；1．光覺(jué)——能夠分辨(fēnbiàn)明暗；2．色覺(jué)——能夠分辨(fēnbiàn)顏色；視覺(jué)(shìjué)3．形覺(jué)——能夠分辨物體形狀；4．動(dòng)覺(jué)——能夠分辨物體的遠(yuǎn)近深淺。

精品資料視覺(jué)形成的過(guò)程可分解為四個(gè)階段；1．光源（太陽(yáng)或燈）發(fā)出光輻射；2．外界景物(jǐngwù)在光照射下產(chǎn)生顏色、明暗和形體的差異，相當(dāng)于形成二次光源；視覺(jué)(shìjué)3．二次光源發(fā)出不同強(qiáng)度、顏色的光信號(hào)進(jìn)入人眼瞳孔，借助眼球調(diào)視，在視網(wǎng)膜上成像；4．視網(wǎng)膜上接受的光刺激（即物象）變?yōu)槊}沖信號(hào)，經(jīng)視神經(jīng)傳給大腦，通過(guò)大腦的解釋、分析、判斷而產(chǎn)生視覺(jué)。

精品資料由于感光細(xì)胞的分布特點(diǎn)，人眼的視覺(jué)活動(dòng)有以下特點(diǎn)；1．視野：?jiǎn)窝鄣囊曇胺秶?，其水平視野以眼球?yàn)橹行?，在臉的?nèi)側(cè)方向(fāngxiàng)為60°，在臉的外側(cè)方向(fāngxiàng)為100°；垂直視野為130°，上方為60°，下方為70°。雙眼的視野范圍為水平180°，垂直130°。雙眼同時(shí)視物體的水平視野為120°，垂直面為130°。視覺(jué)(shìjué)特征2．中央凹附近2°，稱(chēng)為中心視場(chǎng)。3.從中心視場(chǎng)往外直到30°范圍為視覺(jué)清晰區(qū)域。

精品資料圖1-3視野(shìyě)范圍精品資料明視覺(jué)(shìjué)、暗視覺(jué)(shìjué)、中間視覺(jué)(shìjué)明視覺(jué)是在明亮的環(huán)境中，主要是錐狀細(xì)胞起作用的視覺(jué)。明視覺(jué)可以(kěyǐ)辨別很小的細(xì)節(jié)，此時(shí)人眼有顏色感覺(jué)。暗視覺(jué)是在黑暗環(huán)境中，主要有桿狀細(xì)胞起作用的視覺(jué)。眼睛處于明視覺(jué)和暗視覺(jué)的中間狀態(tài)，錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞同時(shí)發(fā)生作用，稱(chēng)為中間視覺(jué)。明視覺(jué)暗視覺(jué)中間視覺(jué)精品資料4、光譜(guāngpǔ)光視效能人眼對(duì)不同波長(zhǎng)單色光的視亮度感受性也不一樣，這是光在視覺(jué)上反映的另一特征。在明視覺(jué)狀態(tài)下，輻射功率相等的單色光看起來(lái)以波長(zhǎng)555nm的黃綠光最明亮，并且(bìngqiě)明亮程度向波長(zhǎng)短的紫光和長(zhǎng)波的紅光方向遞減。在暗視覺(jué)狀態(tài)下，最亮的光譜在507nm的藍(lán)綠光處，精品資料5、光量效應(yīng)(xiàoyìng)光量效應(yīng)指人眼感到房間照度變化值和照度水平之比，它總是(zǒnɡshì)常數(shù)。(常數(shù))6、視覺(jué)的年齡變化

隨著年齡的增長(zhǎng)，水晶體的透光率降低，使得進(jìn)入人眼的光量減少，因此，老年人比青年人需要更高的照度。由于水晶體發(fā)黃，導(dǎo)致老年人色彩辨別能力下降。

精品資料7、錯(cuò)覺(jué)(cuòjué)由于記憶、經(jīng)驗(yàn)和情感的介入，有時(shí)眼睛不能知覺(jué)物體的正確(zhèngquè)形狀的現(xiàn)象，稱(chēng)為錯(cuò)視。1.1.2光的顏色1、光源色

不同波長(zhǎng)的單色輻射在視覺(jué)上反映不同的顏色。在兩個(gè)相鄰顏色范圍的過(guò)渡區(qū)，人眼還能看到各種顏色的中間顏色。精品資料顏色感覺(jué)(gǎnjué)與波長(zhǎng)精品資料精品資料色光(sèguāng)的三原色：將紅、綠、藍(lán)統(tǒng)稱(chēng)(tǒngchēng)為三原色。光的混合有以下規(guī)律：

凡兩種顏色按照適當(dāng)?shù)谋壤旌夏墚a(chǎn)生白色，這兩種顏色為互補(bǔ)色。如黃和藍(lán)、紅和青等。非互補(bǔ)色的任何兩種顏色混合，可以產(chǎn)生中間色。色相取決于兩種顏色的混合比例，偏重于比重大的顏色。表現(xiàn)顏色相同的光，不管其光譜組成是否相同，在顏色相加混合中既有相同的效果。4.有幾個(gè)顏色光組成的混合色的亮度，是各種顏色光亮度的總和。精品資料2、物體(wùtǐ)色物體色是物體對(duì)光源的輻射有選擇的反射(fǎnshè)或透射，從而使人眼產(chǎn)生的顏色感覺(jué)。精品資料1、光通量()光通量是按照國(guó)際約定的人眼視覺(jué)特性評(píng)價(jià)的輻射能通量（輻射功率）。根據(jù)這一定義(dìngyì)，光通量可以由輻射通量及V()函數(shù)導(dǎo)出：=Km∫e，V()dlm1.2基本光度(guāngdù)單位與應(yīng)用1.2.1光的基本單位精品資料式中：V()——明視覺(jué)光譜光視效率（查圖1-9）；——光通量，lm；e，——波長(zhǎng)(bōcháng)為的單色輻射能通量，W；Km——最大光譜光視效能，lm/W。在明視覺(jué)時(shí)取683lm/W。精品資料【例1】已知低壓鈉燈發(fā)出(fāchū)波長(zhǎng)為589nm的單色光，設(shè)其輻射通量為10.3W,試計(jì)算它發(fā)出(fāchū)的光通量。【解】從光譜光效率曲線明視覺(jué)（實(shí)線）中可查出，對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)589nm的V（）＝0.78，則該單色光源發(fā)出(fāchū)的光通量為：589＝683×10.3×0.78＝5487lm精品資料2、發(fā)光強(qiáng)度I

點(diǎn)光源在給定方向的發(fā)光強(qiáng)度，是光源在這一方向上立體角元內(nèi)發(fā)射(fāshè)的光通量與該立體角元之商。符號(hào)為II＝d/d發(fā)光強(qiáng)度是指光通量的空間密度(mìdù)，用符號(hào)I表示。

如果在有限立體角內(nèi)傳播的光通量是均勻分布的，上式可寫(xiě)成:

I＝/精品資料以任一錐體(zhuītǐ)頂點(diǎn)O為球心，任意長(zhǎng)度r為半徑作一球面，被錐體(zhuītǐ)截取的一部分球面面積為A，則此錐體(zhuītǐ)限定的立體角為：＝A/r2立體角的單位是球面度（符號(hào)(fúhào)Sr）。當(dāng)A＝r2，＝1Sr。因?yàn)榍虻谋砻娣e為4r2，所以立體角的最大數(shù)值為4球面度。圖1－6立體角定義立體角精品資料發(fā)光強(qiáng)度的單位是坎德拉(Candela），符號(hào)(fúhào)cd。在數(shù)量上1坎德拉等于1流明每球面度（1cd=1lm／Sr)。

圖1－7發(fā)光強(qiáng)度的概念精品資料發(fā)光強(qiáng)度常用于說(shuō)明光源和照明燈具發(fā)出的光通量在空間各方向或在選定方向上的分布密度。例如，一只40瓦白熾燈泡發(fā)出30cd的發(fā)光強(qiáng)度，在裸燈泡上面裝一盞白色搪瓷平盤(pán)燈罩，燈的正下方發(fā)光強(qiáng)度能提高到70～80cd。在后一種情況(qíngkuàng)下，燈泡發(fā)出的光通量并沒(méi)有變化，只是光通量在空間的分布更為集中了。精品資料3、照度(zhàodù)照度是被照面單位面積(miànjī)的光通量，符號(hào)為E。若照射到表面一點(diǎn)面元上的光通量為d，該面元的面積(miànjī)為dA，則E＝d/dA當(dāng)光通量均勻分布在被照表面A上時(shí)，則此被照面的照度為：E＝/A精品資料照度的單位是勒克斯，符號(hào)lx。1勒克斯等于1流明的光通量均勻分布在1平方米表面(biǎomiàn)上所產(chǎn)生的照度，即1lx＝1lm／m2勒克斯是一個(gè)較小的單位，例如：夏季中午日光下，地平面上照度可達(dá)105lx；在裝有40瓦白熾燈的書(shū)寫(xiě)臺(tái)燈下看書(shū)，桌面照度平均為200～300lx；月光下的照度只有幾個(gè)1x。精品資料照度可以直接相加．如果房間里有4盞燈，它們對(duì)桌面上A點(diǎn)的照度分別(fēnbié)為El、E2、E3、E4則A點(diǎn)總照度等于各個(gè)照度值之和，寫(xiě)成通用的表達(dá)式就是精品資料4、亮度(liàngdù)亮度是被反映物體的明亮(míngliàng)程度。物體的明亮(míngliàng)程度除了與物體的表面亮度有關(guān)外，還與物體所處的環(huán)境的明暗程度有關(guān)。在房間同一位置放置黑色和白色的兩個(gè)物體，雖然它們的照度相同，但在人眼中引起的視覺(jué)感覺(jué)不同，看起來(lái)白色物體亮的多。所以物體表面的照度并不能反映人眼對(duì)物體的視覺(jué)感覺(jué)，精品資料應(yīng)當(dāng)注意，光亮度常常是各方向不同，所以在談到一點(diǎn)或一個(gè)(yīɡè)有限表面的光亮度時(shí)需要指明方向。發(fā)光亮度是單元表面在某一方向上的發(fā)光強(qiáng)度。它等于該方向上的發(fā)光強(qiáng)度與此面元在這個(gè)方向上的投影面積(miànjī)之商，以符號(hào)L表示。精品資料上面定義的光亮度是一個(gè)物理量，它與視覺(jué)上對(duì)明暗的直觀感受還有一定的區(qū)別。例如在白天和夜間看同一盞交通信號(hào)燈時(shí)，感覺(jué)夜晚燈的亮度高得多。這是因?yàn)檠劬m應(yīng)了晚間相當(dāng)?shù)偷沫h(huán)境亮度的緣故。實(shí)際上，信號(hào)燈的光亮度并沒(méi)有變化。由于眼睛適應(yīng)環(huán)境亮度，物體(wùtǐ)明暗在視覺(jué)上的直觀感受就可能比它的物理光亮度高一些或低一些。精品資料我們把直觀看去一個(gè)物體表面發(fā)光的屬性稱(chēng)為“表觀(biǎoɡuān)亮度”（Brightness或Luminosity），這是一個(gè)心理量，沒(méi)有量綱。它與“光亮度”這一物理量有一定的相關(guān)關(guān)系。下圖是通過(guò)大量主觀評(píng)價(jià)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理出來(lái)的亮度感覺(jué)曲線。精品資料圖1－12物理亮度與表觀亮度的關(guān)系精品資料光亮度簡(jiǎn)稱(chēng)亮度。它的法定單位是坎德拉每平方米（cd/m2）。在照明工程應(yīng)用中，亮度的單位繁多，常用單位與lcd/m2的換算關(guān)系(guānxì)如下：l尼特（nt）＝lcd/m2l阿熙提（asb)＝1/cd/m21熙提（sb）＝104cd/m2l朗伯（L）＝104/cd/m2l英尺朗伯（fL）＝3．426cd/m2太陽(yáng)的亮度達(dá)2×109cd/m2，白熾燈絲的亮度約為(300～500)×104cd/m2，而普通熒光燈的亮度只有(0.1～0.2)×104cd/m2。精品資料1.2.2各物理量相互(xiānghù)關(guān)系及其應(yīng)用一個(gè)點(diǎn)光源在被照面上形成的照度(zhàodù)，可以從發(fā)光強(qiáng)度和照度(zhàodù)這兩個(gè)基本量之間的關(guān)系求出。

E＝Iɑcosα/r2E——被照面P點(diǎn)的照度Iɑ——電光源的發(fā)光強(qiáng)度r——被照面P點(diǎn)與光源的距離α——被照面的法線與光線的夾角1.發(fā)光強(qiáng)度和照度的關(guān)系精品資料【例3】如圖所示，在繪圖(huìtú)桌上方懸掛了一個(gè)40W的白熾燈，求燈下桌面點(diǎn)1和點(diǎn)2處照度。圖7－10點(diǎn)光源在繪圖(huìtú)桌上的照度精品資料【解】設(shè)該白熾燈下方(xiàfānɡ)的發(fā)光強(qiáng)度為30cd（視為點(diǎn)光源時(shí)350÷4π＝27.9cd），按式

E＝Icosα/r2

E1＝Icosα/r12＝30×cos30o/22＝6.5lxE2＝Icos0o/r22＝30×1/(r1cos30o)2＝10lx實(shí)際光源雖然不是一個(gè)點(diǎn)，但如果圓形光源的直徑小于距離的1/5，或者(huòzhě)線光源長(zhǎng)度小于距離的1/4，可以把他看作電光源。精品資料照度等于該發(fā)光表面的亮度與該發(fā)光表面在測(cè)點(diǎn)形成的立體角在工作面上的投影(tóuyǐng)的乘積。2.照度和亮度(liàngdù)的關(guān)系Lɑ——面光源的亮度；Ω——發(fā)光面光源在P點(diǎn)形成的立體角；A——面光源的面積；r——面光源中心與工作面測(cè)點(diǎn)的距離；ɑ——面光源中心法線與光源中心點(diǎn)和P點(diǎn)連線的夾角；θ——被照面法線與光源中心點(diǎn)和P點(diǎn)連線的夾角；Ωcosθ——發(fā)光表面在P點(diǎn)上形成的立體角在工作面上的投影角精品資料如圖所示，設(shè)A為各方向亮度(liàngdù)都相同的發(fā)光面，在它表面上取一微元面積dA。由于dA的尺寸和它距離被照面間的距離r相比，顯得很小，故可視為點(diǎn)光源。這樣，它在被照面上的P點(diǎn)處形成的照度為：dE＝Iαcosθ/r2(a)圖7－14照度(zhàodù)和亮度的關(guān)系A(chǔ)dArIαcosθA2PθαAcosα以下推導(dǎo)過(guò)程不做要求精品資料由亮度和發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系(guānxì)可得出：Iα＝LαdAcosα(b)將式(b)代入式(a)得出：dE＝Lα(dAcosαcosθ)/r2(c)式中（dAcosα）/r2是以P為頂點(diǎn)，由dA所張的立體角d，故式（c）可寫(xiě)成：dE＝Lαdcosθ精品資料整個(gè)發(fā)光面A在P點(diǎn)形成的照度為：E＝Lαdcosθ因光源在各方向的亮度相同，則：E＝Lαcosθ這就是常用的立體角投影定律。它表示某一亮度為L(zhǎng)α的發(fā)光表面(biǎomiàn)在被照面上形成的照度，是這一發(fā)光表面(biǎomiàn)的亮度Lα與該發(fā)光面在被照點(diǎn)上形成的立體角在被照面的投影(cosθ)的乘積。精品資料這一定律表明：某一發(fā)光表面在被照面上形成的照度，僅和發(fā)光表面的亮度及其在被照面上形成的立體角有關(guān)，而和該發(fā)光表面面積的絕對(duì)值無(wú)關(guān)。在圖中A和Acosα的面積不同，但由于它們?cè)诒徽彰嫔闲纬傻牧Ⅲw角的投影線條，只要它們?cè)诒徽彰娣较虻牧炼认嗤?，那么，它們?cè)诒徽彰嫔闲纬傻恼斩染褪且粯?yīyàng)的。立體角投影定律適用于光源尺寸相對(duì)于它與被照點(diǎn)距離較大時(shí)。精品資料【例7】在側(cè)墻和屋頂上各有一個(gè)1m2的窗洞，它們與室內(nèi)桌子的相對(duì)位置(wèizhi)見(jiàn)圖，設(shè)通過(guò)窗洞看見(jiàn)的天空亮度為1sb，試分別求出各窗洞在桌面上計(jì)算點(diǎn)P形成的照度（設(shè)桌面與窗臺(tái)等高）。例7圖窗洞(chuāngdòng)和計(jì)算點(diǎn)位置及尺寸精品資料【解】窗洞可視為一發(fā)光表面，其亮度等于透過(guò)窗洞看見(jiàn)的天空(tiānkōng)亮度，在本例題中天空(tiānkōng)亮度為1sb，即104cd/m2。按立體角投影定律：E＝Lαcosθ按側(cè)窗和天窗分別計(jì)算出它們?cè)谟?jì)算點(diǎn)P上的照度側(cè)窗時(shí)：＝1×cosα/r2精品資料天窗(tiānchuāng)時(shí)：精品資料【例8】已知某客廳的面積為4.4m×5.6m＝24.64m2，該廳天花高為2.6m，正中裝有面積為1m×1.5m＝1.5m2、亮度(liàngdù)為1×103cd/m2的槽燈，試求槽燈的正下方及四個(gè)墻角處的照度?！窘狻浚焊鶕?jù)題意，本題(běntí)只需求出客廳地面正中以及任意一墻角處的照度即可，其尺寸如圖所示。精品資料例8圖精品資料按立體角投影定律分別計(jì)算如下：（1）計(jì)算客廳正中點(diǎn)B的照度，該點(diǎn)離發(fā)光面中心點(diǎn)為2.6m，又由于它正對(duì)著發(fā)光面，因此(yīncǐ)α＝0，θ＝0，所以：精品資料(2)計(jì)算客廳墻角處點(diǎn)C的照度(zhàodù)，如圖所示，該點(diǎn)到發(fā)光面中心的距離為：由于被照面(zhàomiàn)與發(fā)光面互相平行，所以α＝θ（如圖所示），下面計(jì)算cosθ值：精品資料將各值代入立體角投影定律(dìnglǜ)得墻角處的照度Ec為：精品資料本例計(jì)算結(jié)果表明，地面正中點(diǎn)的照度與墻角的照度相差7倍多，就造成正中點(diǎn)的照度很高（222lx）而墻角的照度又很低（27lx），這是很不合理的。這里說(shuō)明照明設(shè)計(jì)中的一個(gè)很重要的問(wèn)題，就是(jiùshì)進(jìn)行大房間的工作照明設(shè)計(jì)時(shí)必須合理增加燈數(shù)，從而使房間各處的照度保持均勻否則就是(jiùshì)一個(gè)不好的工作照明設(shè)計(jì)。精品資料1.3材料(cáiliào)的光學(xué)性質(zhì)借助于材料表面反射的光或材料本身透過(guò)的光，人眼(rényǎn)才能看見(jiàn)周?chē)h(huán)境中的人和物。也可以說(shuō)，光環(huán)境就是由各種反射與透射光的材料構(gòu)成的。光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，它在空氣中的傳播速度接近3×108米/秒（30萬(wàn)公里/秒）。精品資料光在介質(zhì)(jièzhì)中的傳播光在傳播過(guò)程中遇到新的介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生反射、透射與吸收現(xiàn)象。一部分光通量被介質(zhì)表面反射ρ，一部分透過(guò)介質(zhì)τ。余下(yúxià)的一部分則被介質(zhì)吸收α，根據(jù)能量守恒定律，入射光通量（）應(yīng)等于上述三部分光通量之和：＝ρ＋τ＋α精品資料圖1－15光的反射(fǎnshè)、透射和吸收精品資料反射系數(shù)透射系數(shù)吸收系數(shù)將反射光通量與入射光通量之商，定義為反射比（反射系數(shù)），以表示：＝/透射(tòushè)光通量與入射光通量之商，定義為透射(tòushè)比（透射(tòushè)系數(shù)），以τ表示：τ＝τ/被吸收的光通量與入射光通量之商，定義為吸收比（吸收系數(shù)），以表示：＝/＋τ＋＝1精品資料1、反射(fǎnshè)材料反射光的分布(fēnbù)形式有定向反射與擴(kuò)散反射兩大類(lèi)。擴(kuò)散反射又可細(xì)分為定向擴(kuò)散反射、漫反射、混合反射等。1．定向反射2．定向擴(kuò)散反射3．漫反射4、混合反射精品資料1．定向(dìnɡxiànɡ)反射定向反射也叫鏡面反射，其特征是光線經(jīng)過(guò)反射之后仍按一定的方向傳播，立體角沒(méi)有變化。規(guī)則反射的規(guī)律為：①入射光線與反射光線以及反射表面的法線(fǎxiàn)同處于一個(gè)平面內(nèi)；②入射光與反射光分居法線(fǎxiàn)兩側(cè)，入射角等于反射角（圖7－16)。精品資料2、定向(dìnɡxiànɡ)擴(kuò)散反射擴(kuò)散反射保留(bǎoliú)了定向反射的某些特性，即在產(chǎn)生規(guī)則反射的方向上，反射光最強(qiáng)，但是反射光束被“擴(kuò)散”到較寬的范圍（圖7-16b），精品資料圖7－16反射光的分布型式

a－定向(dìnɡxiànɡ)反射；b－定向(dìnɡxiànɡ)擴(kuò)散反射；

c－混合反射；d－均勻漫反射精品資料3、漫反射漫反射的特點(diǎn)是反射光的分布與入射光方向無(wú)關(guān)，在宏觀(hóngguān)上沒(méi)有規(guī)則反射，反射光不規(guī)則地分布在所有方向上。（圖7－16c）。精品資料若反射光的光強(qiáng)分布與入射光的方向無(wú)關(guān)，而且正好是切于入射光線與反射表面交點(diǎn)的一個(gè)圓球，這種漫反射稱(chēng)為均勻漫反射（圖7－17）。其反射光的最大發(fā)光強(qiáng)度在垂直于表面的法線(fǎxiàn)方向，其余方向的光強(qiáng)同最大光強(qiáng)有以下關(guān)系：Iθ＝IN·cosθ漫反射材料表面(biǎomiàn)亮度的簡(jiǎn)易式:精品資料4、混合(hùnhé)反射多數(shù)的材料表面兼有規(guī)則反射(fǎnshè)和漫反射(fǎnshè)的特性，這稱(chēng)為混合反射(fǎnshè)。精品資料光線通過(guò)介質(zhì)(jièzhì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為透射。材料的透光性能不僅取決于它的分子結(jié)構(gòu)，還同它的厚度有關(guān)。非常厚的玻璃或水將是不透明的，而一張極薄的金屬膜或許是透光的，至少可以是半透光的。材料透光性還與光的入射方向有關(guān)。二、透射(tòushè)精品資料材料透射光的分布型式也可分為規(guī)則透射、定向擴(kuò)散透射、漫透射和混合透射四種（見(jiàn)圖7-18）。透明材料屬于(shǔyú)規(guī)則透射，在入射光的背側(cè)，光源與物象清晰可見(jiàn)。磨砂玻璃為典型的定向擴(kuò)散透射，在背光的一側(cè)僅能看見(jiàn)光源模糊的影象。精品資料乳白玻璃具有均勻漫透射的特性，整個(gè)透光面亮度均勻，完全看不見(jiàn)背側(cè)的光源和物象，在透明玻璃上均勻地噴一層薄的白漆，其透光性能則近于(jìnyú)混合透射。如將白熾燈放在這種玻璃的一側(cè)，由另一側(cè)看去，漫透射形成的表面亮度相當(dāng)均勻，同時(shí)燈絲的象也歷歷在目。其余方向(fāngxiàng)的光強(qiáng)同最大光強(qiáng)有以下關(guān)系：Iθ＝IN·cosθ漫反射材料表面亮度的簡(jiǎn)易式:精品資料圖7－18透射光的分布a－規(guī)則透射；b－定向擴(kuò)散透射；c－漫透射；d