光與顏色的基本概念(已修改)
2025-05-29 14:50 本頁(yè)面
【正文】 第二講 光與顏色的基本概念 本章主要介紹了光與顏色的基本概念： 基本光度單位及其應(yīng)用 材料的光學(xué)性質(zhì) 顏 色 光源的色溫和顯色性 基本光度單位及其應(yīng)用 光環(huán)境的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)離不開(kāi)定量的分析和說(shuō)明，需要借助一些物理 光度量 來(lái)描述光源與光環(huán)境的特征。 常用的光度量有： 光通量 、照度 、 發(fā)光強(qiáng)度 和 亮度 基本光度單位及其應(yīng)用 光通量 發(fā)光強(qiáng)度 照度 發(fā)光強(qiáng)度和照度的關(guān)系 亮度 照度和亮度的關(guān)系 光通量 由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波具有不同的靈敏度，不能直接用光源的輻射功率或輻射通量來(lái)衡量光能量，于是，引入光通量。 光通量 就是人眼對(duì)光能量中的有感覺(jué)的量。 光通量符號(hào)： Φ ，單位：流明 (lm)。 計(jì)算公式： 式中 —— 波長(zhǎng)為 的光譜 輻射通量 ， w —— 光譜光視效率 ，由教材 P131圖 74中查得 —— 最大 光譜光視效能 ，明視覺(jué)時(shí)為 。 建筑光學(xué)中，常用的光通量表示一個(gè)光源發(fā)出的光能多少，是光源的一個(gè)基本參數(shù)。 100W普通白熾燈發(fā)出 1250 lm的光通量， 40W日光色熒光燈約發(fā)出 2400 lm的光通量。 例題：在光亮環(huán)境中，輻射功率相等的單色光看起來(lái)（ ）光最明亮。 A、 700nm紅光 。 B、 510nm藍(lán)綠光 。 C、 580nm黃光 。D、 555nm黃綠光 . 例題：下面關(guān)于光的闡述中，（ ）是不正確的 。 D A、光是以電磁波形式傳播； B、可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為 380~780 nm； C、紅外線是人眼所能感覺(jué)到的； D、紫外線不是人眼所能感覺(jué)到的 . C 例題： 已知某種燈僅輻射出波長(zhǎng)為 555納米的單色光，設(shè)其輻射通量為 1瓦，則該燈對(duì)應(yīng)的光譜光視效率 Vλ為 ，相應(yīng)的光通量為 流明。 1 683 例題：已知鈉燈發(fā)光波長(zhǎng)為 589nm，其輻射通量為，求其發(fā)光通量。 解： λ=589nm， ν（ λ） = 589 683 541 0 lm? ? ? ? ?例題：已知 500W 貢燈發(fā)出的單色光輻射通量值，試計(jì)算其光通量。 例題：已知某種燈僅輻射出波長(zhǎng)為 555納米的單色光，設(shè)其輻射通量為 10瓦，則該燈對(duì)應(yīng)的光譜光視效率 Vλ為 ，相應(yīng)的光通量為 流明。 555 683 10 1 683 0 lm? ? ? ? ?1 6830 , ( )68 3 ( 4 0. 00 07 8. 4 0. 01 80 11 .5 0. 98 41 12 .8 0. 88 92 0. 9 0. 00 76 )( )mekVlm??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ???, ( )68 3 ( 4 0. 00 07 8. 4 0. 01 80 11 .5 0. 98 41 12 .8 0. 88 92 0. 9 0. 00 76 )( )mekVlm??? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ???波長(zhǎng)（ m） 單色輻射通量 Φ（ W） 光譜光視效 率 ν 光通量 Φ（ lm） 365 406 436 546 578 691 總計(jì) 發(fā)光強(qiáng)度 光源向四周輻射光能量， 單位立體角內(nèi)的光通量叫發(fā)光強(qiáng)度。 均勻照射 發(fā)光強(qiáng)度單位：坎德拉（ cd ）， 發(fā)光強(qiáng)度的符號(hào) ， α表示發(fā)光強(qiáng)度與方向有關(guān)； 立體角 與此類似，定義立體角為曲面上面積微元 ds與其矢量半徑的二次方的比值為此面微元對(duì)應(yīng)的立體角記作dθ=ds/r^2；由此可得， 閉合球面的立體角都是 4π。 2/d ds r??和平面角的定義類似。平面角我們定義一段弧微分 dl 與其矢量半徑 r的比值為其對(duì)應(yīng)的圓心角記作dθ= dl/r；所以整個(gè) 圓周對(duì)應(yīng)的圓心角就是 2π。 立體角 2/d ds r??一個(gè)錐面所圍成的空間部分稱為“立體角”。 立體角是以錐的頂點(diǎn)為心，半徑為 1的球面被錐面所截得的面積來(lái)度量的，度量單位稱為 “ 立體弧度（ sr） ”。 例題：發(fā)光強(qiáng)度就是給定光源在給定方向的立體角元內(nèi)傳輸?shù)? 除以該 之商。 光通量 立體角元 例題：某一光源在 1sr立體角內(nèi)均勻輻射出100lm的光通量，試問(wèn)發(fā)光強(qiáng)度單位是 ，并求出該立體角方向上的發(fā)光強(qiáng)度大小為 。 cd 100cd 照度 對(duì)于被照面而言， 單位面積上的光通量叫照度， 用來(lái)衡量它被照射的程度。 均勻照射 符號(hào)： E ，單位：勒克斯（ lx ）， 陰天中午室外照度為 8000～ 20 0001x； 晴天中午在陽(yáng)光下的室外照度可高達(dá) 80 000～ 120 000lx。 解：直徑 D=100cm=1m 球的表面積為 S=4πR^2=π D^2=πm^2 透過(guò)乳白色玻璃球形燈罩的光通量Φ=100lm 這圓表面
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