《光源及其颜色特性》PPT课件

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1、第四章光源及其颜色特性光源光源是发光体，指能辐射可见光的发光体人工光源（日光灯、白炽灯）自然光源（太阳光）光源的颜色特性色表人眼直接观察光源所看到的光源颜色，即光源发出的光的颜色显色性光源发出的光照到物体上后，反（透）射光显现物体颜色的能力辐射量度学与光度学辐射量度学对光辐射能量的计量光源辐射的能量单位为焦耳（J）光源在单位时间内通过某一面积发射、传递或接收的辐射能量为辐射通量（Φe），单位为瓦（W）辐射通量并不反映能量引起的人的主观视觉强度光度学对可见光的能量的计量光源在单位时间内通过某一面积的可见光能量为光通量（Φv），单位为流明（lm）辐射量度学与光度学光谱光视效率就是辐射能

2、转化为人眼可见光的程度，随光谱波长不同而不同，实际上就是不同波长光通量与辐通量之比。V（λ）是随波长变化的函数，即光谱光视效率函数或视见函数；K为辐射能光当量，其值由实验求得，K=683流明/瓦；Φv(λ)为光能量；Φe(λ)为辐通量。光度学有关物理量立体角一个任意形状的封闭锥面所包含的空间单位立体角：以锥顶为球心，r为半径做一球，锥面在球面上截出的面积为r2,则该立体角为一个立体角或球面度（sr）。记为dΩ=ds/r2,整个球的立体角为4πr2/r2=4π光度学有关物理量发光强度（I）点光源在某一方向上单位立体角dω内发出的光能量单位cd（坎德拉）发光强度为1cd的点光源在单位立

3、体角内发出的光通量为1lm光度学有关物理量面发光度（L）面光源上微小面积ds在单位面积内发出的光通量单位lx(勒克斯)或lm/m2光度学有关物理量光照度（E）被照明表面单位面积接受的光通量单位lx(勒克斯)或lm/m2。点光源照射一面积时，表面的光照度与点光源发光强度成正比与光源到被照体距离平方成反比与光源线和被照体法线所成角的余弦值成正比。光度学有关物理量光亮度（B）发光体表面不同位置和不同方向的发光特性，发光面积ds的面光源在给定方向上立体角内发生的光通量为光亮度单位nt(尼特)或sb（熙提），1sb=104nt。黑体辐射器是理想的余弦发射体。光源的光谱能量分布绝对光谱能量分布

4、曲线以波长为横坐标，以光源辐射的各种波长光的光谱密度绝对值为纵坐标所作的曲线相对光谱能量分布布曲线以波长为横坐标，以光源所辐射的各种波长光的光谱密度相对值为纵坐标所作的曲线。光谱密度相对值得到办法取波长555nm处的辐射能量为100，作为参考点进行量化令光谱分布能量的最大值为1，进行量化光源相对光谱能量分布曲线光源相对光谱能量分布，记为S(λ)每种光源都有自己的相对光谱能量分布曲线，知道了光源的相对光谱能量分布，就知道了光源的颜色特征光源的颜色特性取决于发出的光线不同波长相对能量比例，与光谱密度决对值无关，绝对值的大小只反映光的强弱，不会引起光源颜色的变化光源相对光谱能量分布曲线相

5、对光谱能量分布曲线的类型连续光谱：太阳光、白炽灯线光谱：激光混合光谱：荧光灯白光的定义理论上，等量R+G+B=W，即白光的各波长色光的辐射能量应该一致但实际中，没有一种光源的能量分布是完全一致的，也没有一种完全的白光。1931年国际照明委员会（CIE）建议，以等能量光谱作为白光的定义。等能量的白光的意义是以辐射能作纵坐标，光谱波长为横坐标，则它的光谱能量分布曲线是一条平行于横轴的直线，即S(λ)=C（常数）黑体辐射黑体如果一个物体能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐射，那么这个物体称为绝对黑体。黑体在某一温度下，有最大的辐射、吸收能力。天然的、理想的绝对黑体是不存在的。黑体辐射黑体

6、辐射的发射本领只与温度有关。一个黑体若被加热，其表面按单位面积辐射光谱能量的大小及其分布完全决定于它的温度。黑体被加热到不同温度时发出的光的颜色不同。任一光源发出的光的颜色与黑体加热到一定温度下发出的光的颜色相比较，来描述光源的光色。模拟黑体黑体辐射黑体辐射特性随着温度上升，黑体的辐射本领迅速增大随着温度上升，辐射的主波长向短波方向移动（红-黄-白-蓝）黑体辐射黑体辐射特性随着温度上升，黑体的光谱能量分布曲线不同，但绿光几乎不变在色度系统中，黑体不同温度具有不同的色度坐标光源的色温色温色温是描述光源发出光的颜色的指标，当某一种光源的相对光谱能量分布曲线与黑体某一温度的相对光谱能量分

7、布曲线一致时，该光源的光色可以用这一温度值来表示，称为色温。色温用绝对温度“K”表示（T(K)=t(℃)+273）相关色温当某一光源的色度与某一温度下的黑体的色度最接近，可以用这个温度来表示光源的光色，称为相关色温。光源的色温色温表征了光源的光谱特性，与光源温度无关，只与光源的光谱成分有关。色温低的光源，蓝光成分少，红光成分多；色温高的光源，蓝光成分多，红光成分少。相对光谱能量分布曲线是用系列数据或曲线图的形式来表示光源的光色，而色温却是用单一性的量值来表示一种光源的