與燈具相關(guān)的光學(xué)基本知識(shí)

1、與燈具相關(guān)的光學(xué)基本知識(shí)一.  光與電磁波： 光是一種電磁波，速度為：30×10000 km/s波長(zhǎng)為780380nm（納米）。1納米=10的-9次方米 二.  光譜與顏色： 光譜：紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫 紅外線(xiàn)波長(zhǎng)：620780nm。紫外線(xiàn)的波長(zhǎng)：380420nm。如下圖： 波長(zhǎng)780620590560490450420380nm 太陽(yáng)光：波長(zhǎng)是780380nm，純白色。 白熾燈：波長(zhǎng)為780400nm，缺少紫光，故合成后光色略偏紅黃。 熒光燈：波長(zhǎng)為750310nm，缺少紅光，故合成后略帶青色或呈青白色。 三.  燈具的主要作用： 1. 

2、;     固定和保護(hù)燈； 2.      控制和分配燈光，突現(xiàn)所需的光分布； 3.      裝飾與美化環(huán)境； 四.  照明燈具的光特性：照明燈具的光特性主要用三項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明，即： 1.      發(fā)光強(qiáng)度的空間分布； 2.      燈具效率； 3.      亮度分布或燈具遮光角；五.&#

3、160; 發(fā)光強(qiáng)度的空間分布 任何燈具在空間各方向上的發(fā)光強(qiáng)度都不一樣，我們可以用數(shù)據(jù)或圖形把照明燈具發(fā)光強(qiáng)度在空間的分布狀況記錄下來(lái)，通常我們用縱坐標(biāo)來(lái)表示照明燈具的光強(qiáng)分布，以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心，把各方向上的發(fā)光強(qiáng)度用矢量標(biāo)注出來(lái)，連接矢量的端點(diǎn)，即形成光強(qiáng)分布曲線(xiàn)，也叫配光曲線(xiàn)。因?yàn)榇蟛糠莸臒艟叩男螤钍禽S對(duì)稱(chēng)的旋轉(zhuǎn)體，其發(fā)光強(qiáng)度在空間的分布也是軸對(duì)稱(chēng)的。所以，通過(guò)燈具軸線(xiàn)取任一平面，以該平面內(nèi)的光強(qiáng)分布曲線(xiàn)來(lái)表明照明燈具在整個(gè)空間的分布就夠了。如果照明燈具發(fā)光強(qiáng)度在空間的分布是不對(duì)稱(chēng)的，例如長(zhǎng)條形的熒光燈具，則需要用若干測(cè)光平面的光強(qiáng)度分布曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)明空間光分布。取同燈具長(zhǎng)軸相垂直的通過(guò)燈具中

4、心下垂線(xiàn)的平面為C0平面，與C0平面垂直且通過(guò)燈具中心的下垂線(xiàn)的平面為C90平面。至少要用C0、C90兩個(gè)平面的光強(qiáng)分布說(shuō)明非對(duì)稱(chēng)燈具的空間配光。為了便于對(duì)各種照明燈具的光分布特性進(jìn)行比較，統(tǒng)一規(guī)定以光通量為1000流明（lm）的假想光源來(lái)提供光強(qiáng)分布數(shù)據(jù)。因此，實(shí)際光強(qiáng)應(yīng)是測(cè)光資料提供的光強(qiáng)值乘以光源實(shí)際光通量與1000之比。 照明燈具的光強(qiáng)分布是利用燈具的反光罩、透光棱鏡、格柵或散光罩控制燈光實(shí)現(xiàn)的。反射罩是燈具的基本控光部件，它的反射比越高，規(guī)則反射越強(qiáng),控光能力越顯著。陽(yáng)極氧化或拋光氧化鋁、不銹鋼板是常用的鏡面發(fā)射材料。按照規(guī)則反射定律對(duì)鋁反射罩的幾何形狀、尺寸進(jìn)行周密設(shè)計(jì)，安裝時(shí)注意

5、光源精確定位，便能獲得各種需要的光分布。格柵主要起遮蔽光源，減少直接眩光的作用。透過(guò)格柵的光分布一般比較狹窄。六. 照度與空間發(fā)光強(qiáng)度分布 照明燈具的布置和照度計(jì)算是照明設(shè)計(jì)的重要組成部份，直接影響照明設(shè)計(jì)質(zhì)量。點(diǎn)光源照度計(jì)算：  E   = F   = IQ·CoSQ   = IQ·CoS 2 Q 2 S D 2 h 2 式中：E ：照度 S：受光面積 F ：光通量 IQ :發(fā)光強(qiáng)度 公式表明：點(diǎn)光源所產(chǎn)生照度和它到受照面的距離的平方成反比，和入射角的余弦成正比，和反光強(qiáng)度成正比。當(dāng)光源尺寸小于它到受照面距離的1/10時(shí)即視為點(diǎn)光源

6、。 七. 燈具概算圖 燈具概算圖表達(dá)了單位面積使用燈具數(shù)量的關(guān)系。通常燈具概算圖給出同一燈具幾種不同的懸掛高度，當(dāng)工作面照度要求為100Ix時(shí)，某種平面面積所需燈具的數(shù)量，作為選擇燈具的依據(jù)。假如要求正確工作面的照度不是100Ix時(shí)，則實(shí)際所需燈具數(shù)量為概算圖上給出數(shù)量乘以實(shí)際照度與100Ix之比。 八. 名詞解釋?zhuān)?1.    光通量：?jiǎn)挝粫r(shí)間光源向空間發(fā)出的、使人產(chǎn)生光感覺(jué)的能量。設(shè)光源在t秒內(nèi)總共輻射出的光能是W，我們就把輻射出來(lái)的光能W與輻射所經(jīng)過(guò)的時(shí)間t之比稱(chēng)為光通量。光通量是衡量光源發(fā)光多少的一個(gè)指標(biāo)。以F表示，單位為光瓦。光瓦單位太大，常用流明（lm

7、）作為實(shí)用單位，它們的關(guān)系是1光瓦=683流明（lm）。1lm=1cd·sr 例：普通40W熒光燈的光通量為2200流明（100小時(shí)）     國(guó)產(chǎn)白熾燈每消耗1W電能所產(chǎn)生的光通量約為12.5lm（4tlm） 2.    發(fā)光強(qiáng)度：是光通量的空間密度，即單位立體角的光通量，也就是衡量光源發(fā)光強(qiáng)弱程度的量。單位為坎德拉（cd）。 一支蠟燭的發(fā)光強(qiáng)度約為1cd。 國(guó)產(chǎn)100W普通白熾燈的發(fā)光強(qiáng)度約為100cd。3.    光照度（簡(jiǎn)稱(chēng)照度）：是受光表面上光通量的面密度，即單位面積的光通量。故照度是

8、表示受光表面被照亮程度的一個(gè)量。以E表示，單位為勒克斯（Lx）。 4.    光亮度（簡(jiǎn)稱(chēng)亮度）：?jiǎn)卧砻嬖谀骋环较蛏系墓鈴?qiáng)密度，它等于該方向上的發(fā)光強(qiáng)度和此表面在該方向上的投影面積之比。即被視物體在視線(xiàn)方向單位投影面上的發(fā)光強(qiáng)度稱(chēng)為該物體表面的亮度。亮度往往是表示某個(gè)方向上的亮度。以B表示，單位：坎德拉每平方米，符號(hào)：cd/?；蚰崽兀╪t）、熙提（sb）。1nt尼特=1cd/，1sb熙提=10000nt尼特。用公式表示如下：   B   = IQ S·CoSQ 5.    光效：光源的發(fā)光效率，就是光源

9、所發(fā)生的光通量和它所消耗的電功率之比，簡(jiǎn)稱(chēng)光效。單位：流明/瓦，符號(hào)：lm/W 一般白熾燈泡的光效約為720lm/W 直管形熒光燈的光效約為3060lm/W,所以使用熒光燈比使用白熾燈更能節(jié)約能源。 九. 光色與失真 光色是衡量光源質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。含： 1.    色表：人眼直接觀察發(fā)生的光線(xiàn)所看到的顏色。 2.    顯色性：光線(xiàn)照射到物體表面上所產(chǎn)生的客觀效果。 3.    顯色指數(shù)：燈光下所顯示的顏色與陽(yáng)光下的顏色相比較之?dāng)?shù)值。 4.    色溫：是表示熾熱發(fā)光物體

10、具有的顏色。 十. 科學(xué)合理的照明 1.    亮度對(duì)比 當(dāng)周?chē)炼扰c中心亮度相等時(shí)，或周?chē)园禃r(shí)，視力最好。 2.    眩光 在視環(huán)境內(nèi)，若有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度。 分直射眩光和反射眩光。 直射眩光是由光源發(fā)出的光線(xiàn)直接射到人眼所造成的。眩光引起視覺(jué)不舒適的原因有： .高度的刺激使瞳孔縮??； .由于角膜或晶體等眼內(nèi)組織產(chǎn)生光散射，在眼內(nèi)形成光幕； .視幕受高亮度的刺激，使適應(yīng)狀態(tài)破壞。 直射眩光的強(qiáng)弱與光源有關(guān)，以下情況眩光最顯著： .光源周?chē)?，眼睛適應(yīng)越暗，眩光越顯著。 .光源亮度越高，眩光越顯著。 .光源越接近視線(xiàn)，眩光越