光與光源的基本知識

光與光源的基本知識第一篇、有關(guān)光的常用術(shù)語●光通量Φ：光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量。單位：流明（lm）●光強(qiáng)I：光源在單位立體角中發(fā)出的光量。簡言之就是在某一特定方向角內(nèi)所發(fā)射的光量。單位：坎德拉（cd）

第二頁，共34頁?！裾斩菶：單位面積上受到的光通量單位：勒克司（luxlx）●亮度（輝度）L：光源在某一方向上的單位投影面、單位立體角的光通量。也就是說，從某一方向看到的物體反射光線的強(qiáng)度。單位：坎德拉/米2（cd/m2）第三頁，共34頁。光源光通量（lm）光強(qiáng)（cd）照度（lux）亮度（cd/m2）眼睛第四頁，共34頁?！裆珳兀寒?dāng)光源發(fā)出光的顏色與“黑體”在某一溫度下的顏色相同時(shí)，這個(gè)溫度稱為該光源的色溫。色溫低，紅黃光成分越高；色溫高，藍(lán)白色光成分多。單位：開爾文（K）暖色：＜3300K中間色3300K～5300K冷白色＞5300K第五頁，共34頁?！耧@色性顯色指數(shù)Ra：光源對被照物體呈現(xiàn)其本身顏色的程度。也就是越接近日光，顯色性越好。白熾燈顯色指數(shù)為100?！窆庑В菏侵鸽娔苻D(zhuǎn)化成光能的效率。單位：lm/W

第六頁，共34頁。表1-1各種光源的色溫表1-2各種光源的光效和顯色性第七頁，共34頁。第二篇、光源的基礎(chǔ)知識1.光源的種類：常用光源主要有三大類——白熾燈、低氣壓放電燈、高強(qiáng)度放電燈。低高壓氣體放電燈又統(tǒng)稱氣體放電燈。電流通過燈絲使燈絲熾熱發(fā)光的就是白熾燈，通過特殊電氣裝置，使燈內(nèi)氣體擊穿放電而發(fā)光的光源叫氣體放電燈。第八頁，共34頁。1.1白熾燈白熾燈PAR燈普通白熾燈泡石英鹵素?zé)簦u鎢燈）冷光（射）燈單端鹵鎢燈雙端鹵鎢燈第九頁，共34頁。1.2低氣壓氣體放電燈熒光燈類直管日光燈環(huán)型熒光燈緊湊型節(jié)能燈第十頁，共34頁。1.3高強(qiáng)度氣體放電燈高強(qiáng)度氣體放電燈（HID燈）水銀燈（高壓汞燈）金屬鹵化物燈（金鹵燈）高壓鈉燈普通高壓鈉燈高顯色高壓鈉燈普通金屬鹵化物燈陶瓷內(nèi)管金屬鹵化物燈第十一頁，共34頁。1.3高強(qiáng)度氣體放電燈金屬鹵化物燈（金鹵燈）普通金屬鹵化物燈陶瓷內(nèi)管金屬鹵化物燈第十二頁，共34頁。2.光源的性能和參數(shù)2.1白熾燈光輸出特性白熾燈一般發(fā)光效率較低，在十幾lm/W范圍，光色為暖色調(diào)。色溫在2700K--3000K之間。但顯色性好，為100，接近日光。白熾光源的流明維持性能較好，主要與光源質(zhì)量有關(guān)，如鎢絲蒸發(fā)，泡壁發(fā)黑等。第十三頁，共34頁。

2.1.2電氣性能.一般為直接電源供電，鹵鎢燈有的需加變壓器裝置。不需要鎮(zhèn)流器、啟動器等裝置，能瞬時(shí)啟動，受環(huán)境溫度影響小。一般白熾光源發(fā)熱量較大。燈泡功率一般在1000W以內(nèi)，更以小功率為主。第十四頁，共34頁。壽命

白熾燈壽命短，一般不超過3000小時(shí)。影響燈泡壽命的主要是燈絲的蒸發(fā)。

外觀特性

白熾燈多為點(diǎn)光源，體積緊湊。第十五頁，共34頁。2.2低氣壓放電燈（熒光燈）熒光燈分普通熒光燈和三基色熒光燈光輸出特性熒光燈發(fā)光效率高，可達(dá)到數(shù)十lm/W，有的可達(dá)到80lm/W。光色范圍大，可根據(jù)要求調(diào)整生產(chǎn)。顯色性普通熒光燈約在70以下，但三基色光源顯色性得到改善?？蛇_(dá)到90以上。三基色熒光燈的光通維持率較普通熒光燈有很大提高。第十六頁，共34頁。

2.2.2電氣性能.熒光燈的點(diǎn)燈離不開鎮(zhèn)流裝置和啟動裝置。有普通鐵芯（電感）鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器兩類。電感鎮(zhèn)流器啟動需借助啟輝器，而電子式則可實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)啟動。熒光燈啟動、工作對溫度有要求一般在20℃-30℃為最佳，在低于-20℃時(shí)會發(fā)生啟動困難。熒光燈發(fā)熱量較小，功率一般在100W以內(nèi)。第十七頁，共34頁。壽命熒光燈壽命較白熾燈壽命有很大提高，一般超過8000小時(shí)。影響燈管壽命的主要是陰極的壽命（全壽命、有效壽命）。

外觀特性

熒光燈多為線光源，呈管狀。第十八頁，共34頁。2.3高強(qiáng)度氣體放電燈（HID燈）HID燈主要有金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、高壓汞燈三種類型

第十九頁，共34頁。光輸出特性HID燈發(fā)光效率高，可達(dá)到100lm/W以上。鈉燈的效率最高，汞燈光效最低（約50lm/W）。在光色方面，鈉燈色溫最低（約2000K），汞燈色溫最高（約5800K），而金鹵燈光色范圍最廣（3000K～6000K）。其中鈉燈的顯色性最差（＞20），汞燈其次（≥40），金鹵燈最好（65以上）。三種光源中，金鹵燈光衰退最大，汞燈次之，鈉燈的衰退率最低。第二十頁，共34頁。

2.3.2電氣性能.HID燈的點(diǎn)燈同樣離不開鎮(zhèn)流裝置和啟動裝置，我們把這種裝置叫鎮(zhèn)流器和觸發(fā)器。HID燈的啟動較為困難，特別是它的再啟動性很差同時(shí)，在低于-20℃時(shí)會發(fā)生啟動困難。HID燈的特點(diǎn)就是亮度強(qiáng)，功大高，發(fā)熱量大。第二十一頁，共34頁。壽命HID燈壽命也很長，一般超過8000小時(shí)，有的甚至達(dá)到12000小時(shí)。而且燈泡工作環(huán)境（供電質(zhì)量、點(diǎn)燈位置等）對光源壽命也有影響。外觀特性

HID燈多為點(diǎn)光源，高功率的光源體積較大。第二十二頁，共34頁。

2.4關(guān)于光源的重要參數(shù)及特性光輸出有關(guān)的參數(shù)

*光通量、光效*色溫、顯色性*光通維持率第二十三頁，共34頁。

2.4.2電氣性能.

*啟動性能：a）啟動快慢b）再啟動特性*點(diǎn)燈線路*可調(diào)光性*發(fā)熱量

第二十四頁，共34頁。

壽命*光源全壽命、有效壽命*影響光源壽命的因素：a）供電電源的供電質(zhì)量b）點(diǎn)燈方向c）開關(guān)頻度

第二十五頁，共34頁。外觀特性

*燈頭*外形尺寸*發(fā)光中心點(diǎn)第二十六頁，共34頁。2.5各種光源的參數(shù)性能一覽表（表1-3）

第二十七頁，共34頁。2.6各種光源的優(yōu)缺點(diǎn)

名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)白熾燈價(jià)廉一點(diǎn)就亮顯色性好光效低壽命短熒光燈光效較高壽命較長光線柔和1.價(jià)格貴2.須帶鎮(zhèn)流器、起輝器金鹵燈光效高壽命長顯色性好須帶鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器再次啟動能力差電源要求高鈉燈光效最高壽命最長啟動性能好須帶鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器顯色性差第二十八頁，共34頁。

2.7各種光源的優(yōu)點(diǎn)以及使用場所白熾燈的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍特點(diǎn)：光譜連續(xù)，顯色性好，Ra=100有高度集光性，便于再分配，易于控光，也易于作裝飾燈開關(guān)次數(shù)對壽命影響??；不需附件，瞬時(shí)點(diǎn)燃，使用方便價(jià)格便宜光效率為15-20lm/W，效率較低，同時(shí)壽命較低應(yīng)用范圍：光色宜人，可在室內(nèi)創(chuàng)造輕松、親切、溫暖的氣氛，適用于飯店、客房、住宅、餐廳照明功率小，體積小，無附件，易于作控光藝術(shù)照明和裝飾照明便于調(diào)光，用于舞臺、舞廳、俱樂部、飯店、餐廳等需要調(diào)光的場所；需要燈頻繁開關(guān)的場所，如走廊、樓梯間、廁所、工作臺、車間局部照明用于顯色性要求較高的場所，如商店、醫(yī)院（臨床診斷場所）、餐廳及進(jìn)行彩色印刷、調(diào)色、繪畫、印染等的場所可瞬時(shí)點(diǎn)燃，適用于應(yīng)急照明因電磁波干擾不允許使用氣體放電燈的場所因頻閃影響視覺效果的場所第二十九頁，共34頁。鹵鎢燈的應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍：用于博物館、紀(jì)念館等展品照明用于商店貴重物品、工藝品的展示照明用于商場和百貨公司櫥商、柜臺、貨賀的定向照明用于飯店、賓館等處走廊、電梯照明用于住宅室內(nèi)裝飾照明用于檢驗(yàn)物品時(shí)高顯色、高照度照明第三十頁，共34頁。熒光燈的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍特點(diǎn)：發(fā)光效率高，是白熾燈的三倍，節(jié)能效果顯著；顯色性較好，Ra為70-80，高顯色熒光燈可達(dá)98；涂有不同熒光粉的燈管可以制成不同顏色或不同光色的熒光燈表面亮度低，眩光程度較輕；光輸出受環(huán)境溫度影響較明顯，高溫和低溫環(huán)境都不適用開關(guān)次數(shù)影響燈管壽命，不適于頻繁啟動的場所應(yīng)用范圍：適用于粗細(xì)視覺工作場所、長時(shí)間連續(xù)工作的場所（如儀表電器裝配、試驗(yàn)室、印刷車間、縫紉車間、表面處理車間等）以及辦公樓、教室、醫(yī)院、商店、設(shè)計(jì)室、制圖室、閱覽室、住宅等場所；需要正確識別色彩的場所，如化學(xué)試驗(yàn)室、表面處理檢驗(yàn)處、柜臺等日光色熒光燈適用于無天然采光場所的照明，如主控室照明、地鐵車站照明等；適用于懸掛高度為4M以下的場所。第三十一頁，共34頁。高壓鈉燈特點(diǎn)及應(yīng)用范圍特點(diǎn)：高壓鈉燈發(fā)光效率高，達(dá)55-120lm/W，節(jié)能效果顯著；高壓鈉燈的燈光透霧性好，燈泡壽命長，達(dá)16000-24000小時(shí)高壓鈉燈缺點(diǎn)是光色偏黃和顯色性差（Ra為23-25），電源電壓變化時(shí)，光通變化較大，不適于室內(nèi)照明適宜場所：廣泛用于道路、廣場、鐵路、港口、工礦、隧道等場所的室外照明，室內(nèi)照明僅用在對顯色性沒有要求的倉庫等處廣泛用于夜景照明工程、庭院照明等。第三十二頁，共34頁。金屬鹵化物燈的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

特點(diǎn)：發(fā)光效率較高（50-80lm/W），為日光色，顯色指數(shù)較好（Ra為60-80），可滿足對顏色有一定要求的場所應(yīng)用適用場所：

（1）適用于體育館、展覽館、商場、工廠車間等室內(nèi)照明，也可用于街道、停車場、體育場、車站、碼頭、工地等戶外大面積照明，目前還廣泛用于夜景照明。第三十三頁，