《光源的色度学》课件

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1、第二章光源的色度学光的本质光与色的关系***标准光源*光源的色温**光源的颜色与视觉的关系1.1光的本质人们对光的本质的认识，最早可以追溯到十七世纪。从牛顿的微粒说到惠更斯的弹性波动说，从麦克斯韦的电磁理论，到爱因斯坦的光量子学说，以至现代的波粒二象性理论。光按其传播方式和具有反射、干涉、衍射和偏振等性质来看，有波的特征；但许多现象又表明它是有能量的光量子组成的，如放射、吸收等。在这两点的基础上，发展了现代的波粒二象性理论。在电磁波辐射范围内，只有波长380nm到780nm的辐射能引起人们的视感觉，这段光波叫做可见光。光的物理性质由它

2、的波长和能量来决定。波长决定了光的颜色，能量决定了光的强度。光映射到我们的眼睛时，波长不同决定了光的色相不同。波长相同能量不同，则决定了色彩明暗的不同。1.2色与光的关系英国科学家牛顿在1666年所做的色散实验白光棱镜屏可见光谱:颜色是物体对光的选择性吸收后反射或透射出的光进入人眼形成的感觉。没有光就没有色，光是人们感知色彩的必要条件，色来源于光。光是色的源泉，色是光的表现。色与光的关系?物体光〈光色试验〉1.3标准光源能自行发光的物体叫做光源。光源的种类繁多，可以分为自然光源和人造光源。自然光源受自然气候条件的限制，光色瞬息万变，不

3、易稳定，如太阳。人造光源有各种电光源和热辐射光源，如电灯光源等。标准光源工作台同一物体在不同的光源下呈现的颜色不同,测量颜色时必须在光谱性能稳定的光源下进行,为了统一测量标准,CIE规定了色度学的标准照明体A、B、C、D,和标准光源A、B、C。一般的光源是不同波长的色光混合而成的复色光，如果将它的光谱中每种色光的强度用传感器测量出来，就可以获得不同波长色光的辐射能的数值。分光辐射度计在分光辐射度计的接收器上记录的是光谱中各种不同波长色光的辐射能。若以φe表示光的辐射能，λ表示光谱色的波长，则定义：在以波长λ为中心的微小波长范围内的辐射

4、能与该波长的宽度之比称为光谱密度。φe(λ)=dφe∕dλ（W/nm）光谱密度光谱密度表示了单位波长区间内辐射能的大小,光谱密度与波长之间的函数关系称为光谱分布。在实用上以光谱密度的相对值与波长之间的函数关系来描述光谱分布，称为相对光谱能量（功率）分布，记为S（λ）。相对光谱能量分布通常是取波长λ=555nm处的辐射能量为100，作为参考点，与之进行比较而得出的。若以光谱波长λ为横坐标，相对光谱能量分布S（λ）为纵坐标，就可以绘制出光源相对光谱能量分布曲线。相对光谱能量分布GB/T3978-94:照明体：在影响物体颜色视觉的整个波长范

5、围内所定义的相对光谱功率分布标准照明体：由CIE用相对光谱功率分布定义的照明体A、B、C、D。标准光源：由CIE规定的人工光源，他们的辐射近似标准照明体。标准照明体与标准光源标准照明体标准照明体A：代表完全辐射体在2856K发出的光（X=109.87，Y=100.00，Z=35.59）；标准照明体B：代表相关色温约为4874K的直射阳光（X=99.09，Y=100.00，Z=85.32）；标准照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均日光，光色近似阴天天空的日光（X=98.07，Y=100.00，Z=118.18）；标准照明体D65

6、：代表相关色温大约为6504K的日光（X=95.05，Y=100.00，Z=108.91）；标准照明体D：代表标准照明体D65以外的其它日光D50、D55、D75（5003K,5503K,7504K)。标准光源CIE推荐下列人造光源实现标准照明体：标准光源A：色温为2856K的充气螺旋钨丝灯，其光色偏黄。标准光源B：色温为4874K，由A光源加罩B型D-G液体滤光器组成。光色相当于中午日光。标准光源C：色温为6774K，由A光源加罩C型D-G液体滤光器组成，光色相当于有云的天空光。滤光器由无色光学玻璃做成溶液池溶液C1:硫酸铜3.41

7、2g甘露糖醇3.412g吡啶　　　３０ml加蒸馏水配成　１０００ml标准照明体与标准光源标准照明体与标准光源有何不同CIE标准照明体A、B、C由标准光源A、B、C来产生CIE标准照明体D（D50,D55,D65,D75)称为典型日光，光谱功率分布与实测日光接近。模拟标准照明体的人工光源，根本问题是复制它的光谱功率分布。完全模拟非常困难，标准光源A与标准照明体A的光谱分布仍存在差别，标准照明体D目前还不能由真实光源准确再现。（国际上正在研究）CIE标准光源A、B、C的相对光谱能量分布曲线1.4光源的色温不同的光源，由于发光物质不同，其

8、光谱能量分布也不相同。一定的光谱能量分布表现为一定的光色，对光源的光色变化，我们用色温来描述(定量)。根据能量守恒定律：物体吸收的能量越多，加热时它辐射的本领愈大。黑色物体对光能具有较大的吸收能力。如果一个物体能够在任何