【正文】 1850年樣式的煤油燈成為廣泛使用的照明裝置。工業(yè)革命帶來了科學(xué)技術(shù)、也包括照明科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 煤油燈 18世紀(jì)末 Agrand發(fā)明 ， 標(biāo)志著近代照明技術(shù)的開端 具有置于兩個同心管中的管狀燈芯 ——燈芯位置可調(diào) 火焰周圍有一個玻璃燈罩 ——改善了燃燒的空氣供應(yīng)使燃燒效率提高 ， 光增強(qiáng)了 10倍 。 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science (宋 ) 馬麟 秉燭夜游圖 現(xiàn)存臺北故宮博物院 古詩十九首 生年不滿百 (漢 ) 生年不滿百，常懷千歲憂。石蠟硬脂蠟燭的出現(xiàn)，在人類照明史上開創(chuàng)了一個新時代。他們用強(qiáng)堿把油脂皂化，再把得到的肥皂用鹽酸分解，提取出硬脂酸。通過研究他認(rèn)識了皂化過程的本質(zhì)，同時還發(fā)現(xiàn)當(dāng)時用油脂做成的蠟燭，由于里面有甘油 ，燃燒時火焰帶煙，氣味難聞。 但蠟燭還有待進(jìn)一步完善，它的材料一般是有許多缺點的動物油脂，解決這一難題的是法國化學(xué)家舍夫勒爾等人。 和現(xiàn)代蠟燭相比，古代蠟燭有許多不足之處。唐朝時也記載了在晉州上貢時的貢品當(dāng)中有蠟燭，另外唐朝的官員還專門設(shè)置一個官員來管宮廷蠟燭。 大約在公元前 3世紀(jì)出現(xiàn)的蜜蠟 可能是今日所見蠟燭的雛形，在西方，有一段時期，寺院中都養(yǎng)蜂，用來自制蜜蠟，這主要是因為天主教認(rèn)為蜜蠟是處女受胎的象征，所以便把蜜蠟視為純潔之光，供奉在教堂的祭壇上。 南越王獻(xiàn)高帝 (劉邦 )石蜜五斛，蜜燭二百枚，白鷴黑鷴各一雙。 史前照明技術(shù)下一個重要進(jìn)步 ——燈芯 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 考古發(fā)現(xiàn)蠟燭在公元前 8世紀(jì)就已出現(xiàn) (古羅馬 )。 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 毛細(xì)作用使燃料上升進(jìn)入火焰，大大改善了熱發(fā)光照明的效率。原始人偶然揀起一片燃燒的木頭用來照明，他們發(fā)明了第一個便攜式光源 ——火把。 說文 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 燧人氏 火 是人類歷史上第一件偉大的發(fā)明 。 溫度足夠高時 ， 部分能量達(dá)到可見光區(qū)域 。 但是 ， 直到 200多年前 ， 照明技術(shù)發(fā)展極度緩慢 ， 很多年 、 很多代的人一輩子 都看不到照明方法有什么變化 。 用藍(lán)光和黃光配色成為白光 ，如果被照明物體是綠色或紅色的 ， 在這個光源下 ， 看起來就會失真 400 500 600 700 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 高顯色指數(shù)光的顯色性 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 低顯色指數(shù)光的顯色性 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 色溫 Tc 以絕對溫度 K來表示 ,即將一標(biāo)準(zhǔn)黑體 (如 :鐵 )加熱 ,溫度升高到一定程度時顏色開始由 深紅 淺紅 橙黃 白 藍(lán) ,逐漸改變 ,利用這種光色變化的特性 ,某光源與黑體的顏色相同時 ,我們將黑體當(dāng)時的絕對溫度稱為該光源所發(fā)光之色溫。同分異構(gòu)光源照明的物體可能產(chǎn)生不同的色覺。 歸一化的明視覺靈敏度曲線 [實線 ， V(l)， 據(jù) 1924CIE]和暗視覺靈敏度曲線 [虛線 ， V’(l)， 據(jù) 1951CIE] Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 色度 —— 定量表述色彩 用稱為 三色值 的數(shù)字表示顏色，基于多數(shù)色彩都可以用不超過 3種適當(dāng)?shù)脑?，例如紅 [R]，綠 [G] 和藍(lán) [B]來模仿的實驗事實。 特點 顏色范圍寬 ，可從紅光到深藍(lán)光 氧 幾乎是必需的條件 生物發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)似乎都是 酶 底物反應(yīng) Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 典型的發(fā)光生物 螢火蟲 琵琶魚 櫛水母 發(fā)光菌類 腰鞭毛蟲 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science ? 光致發(fā)光 一些物質(zhì)在光的照射下，物質(zhì)當(dāng)中的電子吸收光能后 （ 激發(fā) ）躍遷到更高的能量狀態(tài)（ 激發(fā)態(tài) ），處于激 發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定有返回原來的穩(wěn)定狀態(tài)（ 基態(tài) ）， 多余的能量以光的形式放出（ 發(fā)射 ），產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象 叫 光致發(fā)光 S 1S 0光 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 典型的有機(jī)發(fā)光物質(zhì) NNOONFFIr3N C C NN NnOOnXi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 典型的無機(jī)發(fā)光物質(zhì) 稀土化合物 ，其優(yōu)點是吸收能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換率高，色純度高 目前 , 常見的無機(jī)熒光材料是以堿土金屬的硫化物（如 ZnS、 CaS） 鋁酸鹽（ SrAl2O4, CaAl2O4, BaAl2O4）等作為發(fā)光基質(zhì)，以稀土鑭 系元素銪 (Eu) 、釤 ( Sm) 、鉺 (Er) 、釹 (Nd)等作為激活劑和助激活劑 CaS:Eu 紅 ， CaS:Ce 綠 ， SrS:Ce 藍(lán)綠 InGaN：藍(lán) Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science ? 電致發(fā)光 又可稱電場發(fā)光，簡稱 EL，是通過加在兩電極的電壓產(chǎn)生電場， 被電場激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，而引致電子解級的躍進(jìn)、變化 、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象。 分類 閃光型 ：時間很短零點幾秒到幾秒 輝光型 ：時間長從幾分鐘到幾十分鐘， 或幾小時至更久。 熱 振 動熱 發(fā) 光紅 外 光可 見 光Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science ? 化學(xué)發(fā)光 是一種特異的 化學(xué)反應(yīng) ，有機(jī)分子 吸收化學(xué)能 后發(fā)生 能級躍遷，產(chǎn)生一種高能級的電子激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定的中 間體，當(dāng)其返回到基態(tài)而發(fā)出光子，即為 化學(xué)發(fā)光 。是由 熒光素酶 與 熒光素 的化學(xué)反應(yīng)引起的。 相關(guān)的量以光度學(xué)量表示 。 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 顯色性 不發(fā)光物體的顏色： 白光中一部分波長的光被物體吸收 不透明物體：反射 透明物體：透射 吸 收 反射 透射 入射 具有不同光譜而色坐標(biāo)相同的光源稱為 同分異構(gòu) 光源 。 如果光源的性質(zhì)與黑體輻射一致 ， 顯色指數(shù) Ra=100,色彩再現(xiàn)性最好； Ra越小 (甚至為負(fù)值 )， 用它照明時 ，看到的物體色彩就越失真 。 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 10000 K ? 早晨的陽光（偏藍(lán)的光） 6000 K ? 中 午的陽光 5000 K ? 下午的陽光 2022 K ? 黃昏的陽光（偏紅的光） 自 然 光 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 室內(nèi)照明光 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science ? 白 光的產(chǎn)生 ?白光的組成 白光棱鏡折射 400 nm 700 nm Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science ?黑體輻射產(chǎn)生白光 粒子振動產(chǎn)生的輻射稱為黑體輻射 黑體輻射的光譜 ]1)[ e x p (1)(5 ??lllTkhcSB用上面的方法求出色坐標(biāo) 不同色溫 T下黑體輻射源色度點的軌跡 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 兩互補(bǔ)色或三基色交疊，形成白色 400 nm 700 nm 430 nm 480 nm 490 nm 560 nm 500 nm 580 nm 595 nm 605 nm ?配色產(chǎn)生白光 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 藍(lán) 黃互補(bǔ)光混合 紅 綠 藍(lán)三基色光混合 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science ?滿足照明要求白光的質(zhì)量 ?色坐標(biāo) CIEx,y越接近 （ ， ）越好 ?顯色指數(shù) Ra大于 80 ?色溫 Tc在 2500— 6500K之間 Xi’an Jiaotong University 理學(xué)院化學(xué)系 Department of Chemistry, Faculty of Science 傳統(tǒng)照明技術(shù) Xi’an Jiaotong