光的基礎(chǔ)知識

4/4光的基礎(chǔ)知識光的基礎(chǔ)知識

光的基礎(chǔ)知識

1、光的本質(zhì)：

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

可見光是電磁輻射譜中能夠引起人眼視覺的部分。

可見光組成了所謂電磁光譜的一部分，電磁光譜存在于收音機和電視信號中，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，只有光波是動物和人眼可見的。該光譜也包括標(biāo)準(zhǔn)的50赫茲交流電（波長6000千米）和波長380-780納米（=10-9米）的可見光部分。不同的波長給人眼造成不同的顏色感覺，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，用一塊木板來舉例說明，當(dāng)一定光束照到木板時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：

為通過1立體角的光線條數(shù)，（通光束的密度）。光強的單位是光度測定的基本單位，也是國際單位制的基本單位之一。為了復(fù)現(xiàn)光強度的單位，光的基準(zhǔn)器最初為蠟燭，所以光強度單位早稱為（燭光）。后來隨著科技發(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烈的亮度對比，則可引起不舒適或造成視覺降低的現(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溫度來描述光源的色表，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，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；色溫在3000--5000K為中間色溫，有爽快的感覺；色溫在5000K以上有冷的感覺。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，亮度過高會給人們有一種悶熱感覺。在同一空間使用兩種光色差很大的光源，其對比將會出現(xiàn)層次效果，光色對比大時，在獲得亮度層次的同時，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、色覺的生理基礎(chǔ)：

物體發(fā)出的光線通過角膜、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，再傳導(dǎo)到大腦的高級視覺中樞，產(chǎn)生視覺。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)胞對光的感受性很高，錐狀細(xì)胞對光的感受性很低。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。

9、效率

a)、光源發(fā)光效率

是指一個光源所發(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)出的光通量測定值之和的比值。

10、制造廠家一般會給出哪些參數(shù)說明電光源的特性：

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行時具有電好的功率

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，平時簡稱光通量；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)光效率會隨著時間的延長而下降。

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%時為止的使用時間）、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的光的成分和相對強度的分布狀況，這種按不同波長所對應(yīng)的相對強度繪制的曲線稱為電光源相對光譜能量分布曲線。

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，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，這會使人眼產(chǎn)生閃煤油的感覺。熱輻射光源的發(fā)光體的熱惰性大，所以閃爍感覺不明顯，但氣體放電燈較為明顯。

關(guān)于色溫的知識

關(guān)于色溫的知識

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，黑體的溫度稱為該光源的色溫。

因為大部分光源所發(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)白的過程。黑體加溫到出現(xiàn)與光源相同或接近光色時的溫度，定義為該光源的相關(guān)色溫度，稱色溫，以絕對溫K（Kelvin，或稱開氏溫度）為單位（K=℃+273.15）。因此，黑體加熱至呈紅色時溫度約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間變化：日出后40分鐘光色較黃，色溫3,000K；正午陽光雪白，上升至4,800-5,800K，陰天正午時分則約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)色溫度事實上是以黑體輻射接近光源光色時，對該光源光色表現(xiàn)的評價值，并非一種精確的顏色對比，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

夏日正午陽光………5500k

金屬鹵化物燈………4000-4600k

下午日光……………4000k

冷色營光燈…………4000-5000k

高壓汞燈…………3450-3750k

暖色營光燈………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；色溫在3000--5000K為中間色溫，有爽快的感覺；色溫在5000K以上有冷的感覺。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)