可见光的相关光学知识和术语

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可见光的相关光学知识和术语

¤.  光与电磁波：

光是一种电磁波，速度为：30×10000 km/s 波长为780～380nm（纳米），1纳米=10^-9米 

¤.  光谱与颜色：

 光谱：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫  红外线波长：620～780nm。紫外线的波长：380～420nm。如下图：  

波长 780～620～590～560～490～450～420～380nm 

 

太阳光：波长是780～380nm，纯白色。

  白炽灯：波长为780～400nm，缺少紫光，故合成后光色略偏红黄。

  荧光灯：波长为750～310nm，缺少红光，故合成后略带青色或呈青白色。 

¤.  发光强度的空间分布  光

任何光源在空间各方向上的发光强度都不一样，我们可以用数据或图形把光源发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示光源的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的光源用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。

因为大部份的光源的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的。所以，通过光源轴线取任一平面，以该平面内的光强分布曲线来表明光源在整个空间的分布就够了。如果光源发光强度在空间的分布是不对称的，例如长条形的荧光光源，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来说明空间光分布。取同光源长轴相垂直的通过灯具中心下垂线的平面为C0平面，与C0平面垂直且通过光源中心的下垂线的平面为C90平面。至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明非对称光源的空间配光。为了便于对各种光源的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000流明（lm）的假想光源来提供光强分布数据。因此，实际光强应是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与1000之比。    

¤. 照度与空间发光强度分布  

光源的布置和照度计算是照明设计的重要组成部份，直接影响光源设计质量。光源照度计算：

  式中：       E：照度  

            ΔS：受光面积  

              F：光通量  

             IQ: 发光强度  

公式表明：点光源所产生照度和它到受照面的距离的平方成反比，和入射角的余弦成正比，和反光强度成正比。当光源尺寸小于它到受照面距离的1/10时即视为点光源。  

¤.名词解释：  

1.    光通量：单位时间光源向空间发出的、使人产生光感觉的能量。设光源在t秒内总共辐射出的光能是W，我们就把辐射出来的光能W与辐射所经过的时间t之比称为光通量。光通量是衡量光源发光多少的一个指标。以F表示，单位为光瓦。光瓦单位太大，常用流明（lm）作为实用单位，它们的关系是1光瓦=683流明（lm）。1lm=1cd·sr  

例：普通40W荧光灯的光通量为2200流明（100小时）  

    国产白炽灯每消耗1W电能所产生的光通量约为12.5lm（4tlm）  

2.    发光强度：是光通量的空间密度，即单位立体角的光通量，也就是衡量光源发光强弱程度的量。单位为坎德拉（cd）。  

一支蜡烛的发光强度约为1cd。  

国产100W普通白炽灯的发光强度约为100cd。  

光亮程度的一个量。以E表示，单位为勒克斯（Lx）。  

例：自然光的照度大约如下：                   

    晴天的阳光直射下       100000Lx          

        晴天时背阴处       10000Lx          

      晴天时室内角落       20 Lx

                月夜       0.2 Lx

 一般办公室要求的照度      100～200 Lx 

             一般学习的照度       应不少于75Lx  

在40W普通灯泡正下方1m处的照度       约为30Lx  

40W荧光灯正下方1.3m处的照度       约为90Lx  

4.    光亮度（简称亮度）：单元表面在某一方向上的光强密度，它等于该方向上的发光强度和此表面在该方向上的投影面积之比。即被视物体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面的亮度。亮度往往是表示某个方向上的亮度。以B表示，单位：坎德拉每平方米，符号：cd/㎡。或尼特（nt）、熙提（sb）。1nt尼特=1cd/㎡，1sb熙提=10000nt尼特。用公式表示如下： 

40W荧光灯的表面照度为7000cd/㎡  

白炽灯的灯丝亮度约为400×10  4

       太阳亮度约为20×10  8 cd/㎡

一般阴天天空亮度平均值为2000cd/㎡

 

5.    光效：光源的发光效率，就是光源所发生的光通量和它所消耗的电功率之比，简称光效。单位：流明/瓦，符号：lm/W  

一般白炽灯泡的光效约为7～20lm/W  

直管形荧光灯的光效约为30～60lm/W,所以使用荧光灯比使用白炽灯更能节约能源。  

 

¤.光色与失真  

光色是衡量光源质量的一个重要指标。含：  

1.    色表：人眼直接观察发生的光线所看到的颜色。  

2.    显色性：光线照射到物体表面上所产生的客观效果。  

3.    显色指数：灯光下所显示的颜色与阳光下的颜色相比较之数值。  

4.    色温：是表示炽热发光物体具有的颜色。  

¤. 科学合理的光源  

1.    亮度对比  

当周围亮度与中心亮度相等时，或周围稍暗时，视力最好。  

2.    眩光  

在视环境内，若有亮度极高的物体或强烈的亮度。  

分直射眩光和反射眩光。  

直射眩光是由光源发出的光线直接射到人眼所造成的。眩光引起视觉不舒适的原因有：  

① .高度的刺激使瞳孔缩小；  

② .由于角膜或晶体等眼内组织产生光散射，在眼内形成光幕；  

③ .视幕受高亮度的刺激，使适应状态破坏。  

    直射眩光的强弱与光源有关，以下情况眩光最显著：  

① .光源周围暗，眼睛适应越暗，眩光越显著。  

② .光源亮度越高，眩光越显著。  

③ .光源越接近视线，眩光越显著。  

④ .光源的表面积越大，光源数目越多，眩光越显著。  

    一般亮度超过160000cd/㎡就有不舒适的眩光产生。避免方法：  

控制光源的光线投射方向，使光源不能直接射向人眼，这就要求灯具（或灯罩）具有一定的保护角。

有的光源用透明格栅式或半透明罩来遮住光源，由于发光面积增大而使每个发光的亮度降低，光线就变得柔和而不刺眼。  

 

liudong2008lldd

果然有见解，十分的不错！！！

anwl

谢谢！

好运来1688

 

牛顿在1664年用棱镜把白色的太阳光色散成不同色调的光谱，奠定了光颜色的物理基础。目前大家普遍接受的光是以电磁波方式传递的一种特殊物质，可见光的波长范围约为380nm~780nm，有了可见光,人眼才能看到各种物品的颜色。

长期以来，人类适应于在日光下工作，夜晚则靠火焰取得光亮，在这种自然光条件下，人的颜色视觉是恒定的，认为在这两种光源下看到的颜色是物体的“真实”颜色。现代的一些新光源，如LED、汞灯、钠灯等，其光色可能与日光相似，但其光谱功率分布与它们却有很大差别，因此，人们在这些新光源下所看到的物体颜色与在和日光下所看到的颜色是不同的。例如，在日光下观察一块花布，再把它拿到高压汞灯下观察，就会发现，某些颜色已变了色，如粉色变成了紫色，蓝色变成了蓝紫色，在高压汞灯下，物体失去了“真实”颜色，或颜色有所失真。

为了评估这种情况,CIE推出了光源显色指数计算方法(1974年修订),采用14 种标准样品,分别用标准光源和待测光源照明对比进行照明,评估标准样品在两种光源照明下的颜色差异,进而评估待测光源显色性能,即显色指数CRI,数值越大,显色性越好,数值越小，显色性越差。这14种标准样品的模拟颜色如下图所示。

CRI色彩再现性指数的有一定的缺陷，北美照明工程学会(IES)提出一种用于评估光源颜色质量的指标CQS (Color Quality Scale)色质指数，更全面地评估了光源对物体颜色的还原能力，其采用新的14种标准样品模拟颜色如下图所示。

北美照明学会（IES）在2015年5月批准了名为IES Method for Evaluating Light Source Color Rendition(TM-30-15)的标准，评价参考样板为99个,是目前公认的更加准确、更加客观的光色评价指标,包括逼真度Rf,色域指数Rg。

电视光源一致性指数(TLCI-2012)由英国广播公司(BBC)启动旨在解决电视和视频摄像机的显色性度量指标。

照明光源的显色性能是非常重要的，比如青少年的护眼灯标准灯中明确提出显色指数要大于80，很多工程照明标准中也对显色指数提出明确要求。www.huicolor.com