1 光學(xué)基本知識(shí)

1、第一章第一章 光的基本知識(shí)光的基本知識(shí) 1.11.1光的性質(zhì)、度量光的性質(zhì)、度量 一、光的性質(zhì) 1、波動(dòng)性 光是波長(zhǎng)在 380-780nm之間的電磁波 光是一種帶有能量的粒子光子 2、粒子性 二、光的度量 1、輻射通量 2、光度量 基本光度量基本光度量 l光通量 l發(fā)光強(qiáng)度 l照度 l光出射度 l亮度 光通量光通量 l定義： 光源在單位時(shí)間內(nèi)向周圍空間輻射出 去的并使人眼產(chǎn)生光感的能量稱光通量 l符號(hào)： l單位：流明（lm） l例:220V 100W白熾燈的光通量為1250 lm l 220V 36W T8熒光燈的光通量為2500 lm 發(fā)光強(qiáng)度發(fā)光強(qiáng)度 l光源在某一個(gè)特定方向上 單位立體角內(nèi)

2、(每球面度) 輻射的光通量，稱為光源 在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度。 簡(jiǎn)稱光強(qiáng)。 l符號(hào)：I l單位：坎德拉（cd） d d I 照度照度 l被照面上的光通密度為照度。它是射 入被照物體表面單位面積上的光通量 l符號(hào): E l單位: 勒克斯 （lx） dA d E l例:在40W白熾燈下1m處的照度約為30lx,加搪 瓷傘形燈罩后可增加為73lx l滿月晴空的月光下為0.2lx l晴朗的白天室內(nèi)照度為100500lx l一般情況下,1-5lx的照度僅能辨別物體的輪廓 光出射度光出射度 l發(fā)光面單位面積出射的光通量稱光出 射度 l符號(hào) M l單位 輻射勒克斯（ rlx ） dA d M 亮度亮度 l發(fā)光

3、體在視線方向單位 投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度， 稱為該發(fā)光體的表面亮 度。 l符號(hào)：L l單位：尼特（nt）。 cosdA dI L l面光源一個(gè)單元面積上的亮度 亮度與被視物體的發(fā)光強(qiáng)度或反光面的反 光強(qiáng)度有關(guān),還與發(fā)光面或反光面的面積有關(guān). 例:同一照度下的黑白物體 功率相同的普通燈泡與磨砂燈泡 一般情況下: 40W熒光燈的表面亮度為7000cd/m2 晴朗天空平均亮度為5000cd/m2 太陽(yáng)的表面亮度為1.6109cd/m2 當(dāng)亮度超過(guò)1.6105cd/m2 時(shí),人眼就難以忍受了 幾個(gè)光度量關(guān)系示意圖幾個(gè)光度量關(guān)系示意圖 1.31.3 顏色的特性、眩光顏色的特性、眩光 l顏色的形成 光的光譜

4、能量分布 l顏色的基本性質(zhì) 三個(gè)基本屬性：色調(diào) 明度 彩度 l顏色的表示 孟塞爾表色系統(tǒng) HV/C CIE表色系統(tǒng)（R G B） l光源的光色 色表和顯色性 色彩屬性 l色彩具有基本的三屬性： l色調(diào)（Hue）就是色彩的顏色，如紅，橙，黃， 綠，藍(lán)，紫等各代表一種色相，而黑，白以及 各種灰色則屬于無(wú)色系； l明度（Brightness）是指色彩的明暗程度; l飽和度（Saturation）則是指色彩的純度，又 稱為彩度。 l對(duì)比度是指不同顏色之間的差異。 色彩的色相變化色彩的色調(diào)變化 色相和色調(diào)的對(duì)比 紅、藍(lán)二色的飽和度變化紅、藍(lán)二色的飽和度變化 光源的色表光源的色表 l光源的色表指光源的表觀

5、顏色，是人眼觀看到光 源所發(fā)出的光的顏色。在照明應(yīng)用方面，光源的 色表可用色溫或相關(guān)色溫來(lái)表示。 l黑體是特殊形式的熱輻射體，能把投射到它上面 的輻射全部吸收。當(dāng)被加熱到高溫便產(chǎn)生輻射， 黑體輻射的光譜功率分布完全取決于被加熱的溫 度。 l當(dāng)黑體（能吸收全部光能的物體）被加熱到某一 溫度，它所發(fā)出的光的顏色與標(biāo)準(zhǔn)光源所發(fā)出的 光顏色相同時(shí)，這一溫度就稱為該光源的顏色溫 度，簡(jiǎn)稱色溫，單位：K。 光源的色溫及色表光源的色溫及色表 色溫 色表 800900K 紅色 21002900K 紅黃色 3300K左右 黃白色 3500K 白色 5500K 冷白色 8000K 淺藍(lán)色 光源的顯色性光源的顯色性

6、 l光源所發(fā)出的光照射到物體上，對(duì)物體顏色顯示的真實(shí) 程度，稱為光源的顯色性。在電氣照明技術(shù)中，光源的 顯色性一般以顯色指數(shù)Ra來(lái)表示 l顯色性是指事物的真實(shí)顏色（其自身的色澤）與某一標(biāo) 準(zhǔn)光源下所顯示的顏色關(guān)系。Ra值的確定，是將 DIN6169標(biāo)準(zhǔn)中定義的8種測(cè)試顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源和被測(cè)試 光源下做比較，色差越小則表明被測(cè)光源顏色的顯色性 越好。 lRa值為100的光源表示，事物在其燈光下顯示出來(lái)的顏 色與在標(biāo)準(zhǔn)光源下一致。 人工標(biāo)準(zhǔn)光源的顯色指數(shù)定為100 Ra = 80 100 顯色性優(yōu)良 Ra = 50 79 顯色性一般 Ra 50 顯色性差 顯色指數(shù)及性能參考顯色指數(shù)及性能參考 眩光眩

7、光 l定義定義 由于視野中亮度分 布或亮度范圍的不適 宜,或存在極端的亮度 對(duì)比 ,以至引起人眼 產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)或 降低觀察細(xì)部或目標(biāo) 的能力，這種現(xiàn)象稱 為眩光 l分類分類 失能眩光 不舒適眩光 眩光與視線角度的關(guān)系： 材料的光學(xué)性質(zhì)材料的光學(xué)性質(zhì) l吸收 l反射 l透射 吸收率 反射率 透射率 1 1.2 照度標(biāo)準(zhǔn)照度標(biāo)準(zhǔn) 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB500342004 1、制定照度標(biāo)準(zhǔn)的方法、制定照度標(biāo)準(zhǔn)的方法 l影響人的視力的因素有： 生理因素 背景亮度 亮度對(duì)比 年齡 l人完成視覺(jué)工作的功效為視覺(jué)功效 l照度標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)是： 視覺(jué)功效特性 視疲勞 經(jīng)濟(jì)性 2、影響視覺(jué)功能的因素、影響視

8、覺(jué)功能的因素 l物體亮度和環(huán)境亮度 l亮度對(duì)比和顏色對(duì)比 l曝光時(shí)間 l物體大小或物體的運(yùn)動(dòng) l眩光 3 3、GB500342004GB500342004標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 l標(biāo)準(zhǔn)值：平均照度 l參考平面高度：0.75m l分級(jí) 0.5 1 3 5 10 15 20 30 50 75 100 150 200 300 500 750 1000 1500 2000 3000 5000lx 共21級(jí) l計(jì)算允許偏差：（1010）% l同時(shí)頒布節(jié)能指標(biāo)（功率密度） 2007.8開(kāi)始執(zhí)行目標(biāo)值 l符合下列條件之一及以上時(shí)，作業(yè)面或參考平面的照符合下列條件之一及以上時(shí)，作業(yè)面或參考平面的照 度，可按照標(biāo)準(zhǔn)值

9、分級(jí)提高一級(jí)度，可按照標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)提高一級(jí) l視覺(jué)要求高的精細(xì)作業(yè)場(chǎng)所，眼睛至識(shí)別對(duì)象的距離視覺(jué)要求高的精細(xì)作業(yè)場(chǎng)所，眼睛至識(shí)別對(duì)象的距離 大于大于500mm500mm時(shí)時(shí) l連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間緊張的視覺(jué)作業(yè)，對(duì)視覺(jué)器官有不良影響連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間緊張的視覺(jué)作業(yè)，對(duì)視覺(jué)器官有不良影響 時(shí)時(shí) l識(shí)別移動(dòng)對(duì)象，要求識(shí)別時(shí)間短促而辨認(rèn)困難時(shí)識(shí)別移動(dòng)對(duì)象，要求識(shí)別時(shí)間短促而辨認(rèn)困難時(shí) l視覺(jué)作業(yè)對(duì)操作安全有重要影響時(shí)視覺(jué)作業(yè)對(duì)操作安全有重要影響時(shí) l識(shí)別對(duì)象亮度對(duì)比小于識(shí)別對(duì)象亮度對(duì)比小于0.30.3時(shí)時(shí) l作業(yè)精度要求較高，且產(chǎn)生差錯(cuò)會(huì)造成很大損失時(shí)作業(yè)精度要求較高，且產(chǎn)生差錯(cuò)會(huì)造成很大損失時(shí) l視覺(jué)能力低于正常能力

10、時(shí)視覺(jué)能力低于正常能力時(shí) l建筑等級(jí)和功能要求高時(shí)建筑等級(jí)和功能要求高時(shí) 符合下列條件之一及以上時(shí)，作業(yè)面符合下列條件之一及以上時(shí)，作業(yè)面 或參考平面的照度，可按照標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)降低一級(jí)或參考平面的照度，可按照標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)降低一級(jí) l進(jìn)行很短時(shí)間的作業(yè)時(shí)進(jìn)行很短時(shí)間的作業(yè)時(shí) l作業(yè)精度或速度無(wú)關(guān)緊要時(shí)作業(yè)精度或速度無(wú)關(guān)緊要時(shí) l建筑等級(jí)和功能要求較低時(shí)建筑等級(jí)和功能要求較低時(shí) 新標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)和主要變化新標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)和主要變化 l照度水平有較大提高照度水平有較大提高, ,適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)工作學(xué)習(xí)和適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)工作學(xué)習(xí)和 生活的需要生活的需要 l照明質(zhì)量有更新更高的要求照明質(zhì)量有更新更高的要求, ,有利于改善視

11、覺(jué)條有利于改善視覺(jué)條 件件 l反映照明科技進(jìn)步反映照明科技進(jìn)步, ,有利于優(yōu)質(zhì)高效照明器材的有利于優(yōu)質(zhì)高效照明器材的 發(fā)展和推廣應(yīng)用發(fā)展和推廣應(yīng)用 l突出節(jié)能突出節(jié)能, ,運(yùn)用強(qiáng)制性條文限制照明功率密度運(yùn)用強(qiáng)制性條文限制照明功率密度, , 促進(jìn)照明系統(tǒng)能效提高促進(jìn)照明系統(tǒng)能效提高 l增加了照明管理與監(jiān)督的內(nèi)容增加了照明管理與監(jiān)督的內(nèi)容, ,有利于設(shè)計(jì)方案有利于設(shè)計(jì)方案 的優(yōu)化的優(yōu)化, ,標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施 辦公建筑照明標(biāo)準(zhǔn)值辦公建筑照明標(biāo)準(zhǔn)值 房間或場(chǎng)所房間或場(chǎng)所 參考平面及其高度參考平面及其高度/ /m m 照度標(biāo)準(zhǔn)值照度標(biāo)準(zhǔn)值 / /lx lx UGR UGR Ra Ra 普通辦公室普通

12、辦公室 0.750.75（水平面）（水平面） 300 300 191980 80 高檔辦公室高檔辦公室 0.750.75（水平面）（水平面） 500500191980 80 會(huì)議室會(huì)議室 0.750.75（水平面）（水平面） 300 300 191980 80 接待室、前臺(tái)接待室、前臺(tái) 0.750.75（水平面）（水平面） 300 300 80 80 營(yíng)業(yè)廳營(yíng)業(yè)廳 0.750.75（水平面）（水平面） 300 300 222280 80 設(shè)計(jì)室設(shè)計(jì)室 實(shí)際工作面實(shí)際工作面 500500191980 80 文件整理、復(fù)印、發(fā)行室文件整理、復(fù)印、發(fā)行室 0.750.75（水平面）（水平面） 300

13、 300 80 80 資料、檔案室資料、檔案室 0.750.75（水平面）（水平面） 20020080 80 居住建筑每戶照明功率密度值居住建筑每戶照明功率密度值 房間或場(chǎng)所房間或場(chǎng)所 照明功率密度（照明功率密度（W/W/） 照度值照度值 （LX） 現(xiàn)行值現(xiàn)行值目標(biāo)值目標(biāo)值 起居室起居室 76 6 100100 臥室臥室7575 餐廳餐廳150150 廚房廚房100100 衛(wèi)生間衛(wèi)生間100100 辦公建筑照明功率密度值辦公建筑照明功率密度值 房間或場(chǎng)所房間或場(chǎng)所 照明功率密度（照明功率密度（W/W/） 照度值照度值 （Lx） 現(xiàn)行值現(xiàn)行值目標(biāo)值目標(biāo)值 普通辦公室普通辦公室 119 9 300

14、300 高檔辦公室、設(shè)計(jì)室高檔辦公室、設(shè)計(jì)室181 15 5500500 會(huì)議室會(huì)議室119 9300300 營(yíng)業(yè)廳營(yíng)業(yè)廳131 11 1300300 文件整理、復(fù)印、發(fā)行文件整理、復(fù)印、發(fā)行 室室 119 9300300 檔案室檔案室87 7200200 商業(yè)建筑照明功率密度值商業(yè)建筑照明功率密度值 房間或場(chǎng)所房間或場(chǎng)所 照明功率密度（照明功率密度（W/W/） 照度值照度值 （LxLx） 現(xiàn)行值現(xiàn)行值目標(biāo)值目標(biāo)值 一般商店?duì)I業(yè)廳一般商店?duì)I業(yè)廳 12121010300300 高檔商店?duì)I業(yè)廳高檔商店?duì)I業(yè)廳 19191616500500 一般超市營(yíng)業(yè)廳一般超市營(yíng)業(yè)廳 13131111300300

15、高檔超市營(yíng)業(yè)廳高檔超市營(yíng)業(yè)廳 20201717500500 旅館建筑照明功率密度值旅館建筑照明功率密度值 房間房間 或或 場(chǎng)場(chǎng) 所所 照明功率密度照明功率密度 （W/W/） 照度照度 值值 （ LxLx） 現(xiàn)行值現(xiàn)行值 目標(biāo)值目標(biāo)值 客房客房 15151313 中餐廳中餐廳 13131111200200 多功能多功能 廳廳 18181515300300 客房層客房層 走廊走廊 5 54 45050 門廳門廳 15151313300300 醫(yī)院建筑照明功率密度值醫(yī)院建筑照明功率密度值 房間或場(chǎng)所房間或場(chǎng)所 照明功率密度（照明功率密度（W/W/） 照度值（照度值（LxLx） 現(xiàn)行值現(xiàn)行值目標(biāo)值目標(biāo)值 治療室、診室治療室、診室 11119 9300300 化驗(yàn)室化驗(yàn)室18181515500500 手術(shù)室手術(shù)室30302525750750 候診室、掛號(hào)廳候診室、掛號(hào)廳 8 87 7200200 病房病房6 65 5100100 護(hù)士站護(hù)士站11119 9300300 藥房藥房20201717500500 重癥監(jiān)護(hù)室重癥監(jiān)護(hù)室11119 9300300 學(xué)校建筑照明