建筑物理课件光学1.ppt

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1、河北工程大学建筑学院孙凤明7/17/20211第七章建筑光学基本知识第二篇建筑光学建筑光学基本知识天然采光建筑照明7/17/20212第七章建筑光学基本知识序言人类的生活时时刻刻离不开光。光辐射引起人的视觉，人才能看清他周围的环境；人从外界获得的信息约有80%来自光和视觉。所以，无论是白天还是晚间，舒适的光环境对任何人都是至关重要的。7/17/20213第七章建筑光学基本知识一、光环境光环境（Luminousenvironment）的内涵很广，它指的是由光（照度水平和分布，照明的形式和颜色）与颜色（色调，色饱和度，室内颜色分布，颜色显现）在室内建立的同房间形状有关的生理和心理环境。7

2、/17/20214第七章建筑光学基本知识二、光环境设计运用学科光环境设计要运用很多学科的基础理论，例如建筑学、物理学（包括光学、光度学、色度学）、生理学、心理学、人类工效学、美学等等。7/17/20215第七章建筑光学基本知识三、本课重点本课程将着重讲解有关的概念和理论，以期同学们对光环境的设计原理有正确的理解。此外，对照明设备、控光材料、照明形式、计算方法、测光技术等实用的知识和资料也将作较全面的介绍，并通过实例分析，力求使大家掌握光环境设计的方法和技巧。考虑到建筑学专业的特点，复杂的数学分析将略去。7/17/20216第七章建筑光学基本知识第七章建筑光学基本知识第一节眼睛与视觉第

3、二节基本光度单位及应用第三节材料的光学性质第四节视度及其影响因素第五节颜色7/17/20217第七章建筑光学基本知识光是以电磁波形式传播的辐射能。电磁辐射的波长范围很广。只有波长在380nm至780nm的这部分辐射才能引起光视觉，称为可见光（简称光），见图7－0所示。波长短于380nm的是紫外线、x射线、γ射线、宇宙线；长于780nm的有红外线、无线电波等等。7/17/20218第七章建筑光学基本知识图7－0太阳辐射的电磁波7/17/20219第七章建筑光学基本知识第一节眼睛与视觉眼睛视觉视野颜色感觉光谱光效率7/17/202110第七章建筑光学基本知识一、眼睛人们的视觉感觉是通过眼

4、睛来完成的，所以我们应对眼睛的视看过程有一粗略的了解。眼睛好似一个很精密的光学仪器，它在很多方面都与照相机相似。图7－1是人的右眼剖面图。7/17/202111第七章建筑光学基本知识（3）视网膜光线经过瞳孔、水晶体在视网膜上聚焦成清晰的影像。视网膜是眼睛的视觉感受部分，类似照相机中的胶卷。视网膜上布满了感光细胞－－锥状和杆状感光细胞。光线射到它们上面就产生神经冲动，传输至视神经，再传至大脑产生视觉感觉。图7－1右眼剖面图从图中可看到眼睛的主要组成部分，其功能如下：（1）瞳孔虹膜中央的圆形孔，它可根据环境的明暗程度，自动调节其孔径，以控制进入眼睛的光能数量。起照相机中光圈的作用。（2）

5、水晶体为一扁球形的弹性透明体，它受睫状肌收缩或放松的控制，使其形状改变，从而改变其屈光度，使远近不同的外界景物都能在视网膜上成清晰的影像。它起照相机的透镜的作用，不过水晶体具有自动聚焦功能。（4）感光细胞它们处在视网膜最外层上，接受光刺激，并转换为神经冲动。两种感光细胞在视网膜上的分布是不均匀的：锥状细胞主要集中在视网膜的中央部位，称为“黄斑”的黄色区域。黄斑区的中心有一小凹，称“中央窝”；在这里锥状细胞密度达到最大；在黄斑区以外,锥状细胞的密度急剧下降。与此相反，在中央窝处几乎没有杆状细胞，自中央窝向外，其密度迅速增加，在离中央窝20附近密度达到最大，然后又逐渐减少。感光细胞在视网

6、膜上的分布情况见图7－2。7/17/202112第七章建筑光学基本知识图7－2二中感光细胞在视网膜上的分布情况7/17/202113第七章建筑光学基本知识杆状细胞对于光非常敏感，但是不能分辨颜色。在眼睛能够感光的亮度阈限（约为10－6cd／m2）到0.03cd/m2左右的亮度水平，主要是杆作细胞起作用，称为暗视觉。在暗视觉条件下，景物看起来总是模糊不清、灰茫茫一片。7/17/202114第七章建筑光学基本知识锥状细胞对于光不甚敏感，在亮度高于3cd/m2的水平时，锥状细胞才充分发挥作用，这时称为明视觉。锥状细胞有辨认细节和分辨颜色的能力，这种能力随亮度增高而达到最大。所有的室内照明，

7、都是按明视觉条件设计的。当适应亮度处在0.03～3cd/m2之间时，眼睛处于明视觉和暗视觉的中间状态，称为中间视觉。一般道路照明的亮度水平，相当于中间视觉的条件。7/17/202115第七章建筑光学基本知识二、视觉视觉形成的过程可分解为四个阶段；1．光源（太阳或灯）发出光辐射；2．外界景物在光照射下产生颜色、明暗和形体的差异，相当于形成二次光源；7/17/202116第七章建筑光学基本知识3．二次光源发出不同强度、颜色的光信号进入人眼瞳孔，借助眼球调视，在