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1、光源原理与设计—绪论诸定昌第一章绪论光源原理与设计—绪论诸定昌一.光源的定义能把其他形式的能量转换为光学波段的电磁辐射的器件称为光源。1.能量的形式热能化学能生物能电能—电光源光源原理与设计—绪论诸定昌2.转换方式加热辐射（eg白炽灯）—热辐射光源—连续谱原子激发辐射—线光谱带电粒子的速度变化（轫致辐射）—连续谱3.光学波段光源原理与设计—绪论诸定昌可见光区380～780nm红外光近红外区780～1500nm中红外区1500～1×10nm4远红外区1×10～1×10nm46光源原理与设计—绪论诸定昌紫外光真空紫外1～200nm远紫外200～30
2、0nm近紫外300～380nm紫外A区UVA400～315nm化学线黑斑线紫外B区UVB315～280nm健康线（红斑线）紫外C区UVC280～200nm灭菌线光源原理与设计—绪论诸定昌二.光源发展简史1.第一代光源—白炽灯碳丝白炽灯1879(Edison)1.4～3几小时锇丝白炽灯18985～5.5几十小时钨丝白炽灯19075～8几百小时真空钨丝白炽灯19108～9接近一千小时充N2螺旋钨丝白炽灯191311充Ar(Kr,Xe)钨丝白炽灯191712充Ar(Kr,Xe)双螺旋钨丝白炽灯14碘钨灯195930溴钨灯196432光效η寿命光源原理
3、与设计—绪论诸定昌2.第二代光源—荧光灯霓虹灯(Neonlamp)1910用于广告汞蒸汽放电灯193038差荧光灯(卤粉)193540好涂钒酸钇荧光粉灯196765好细管径荧光灯(T12—T8—T5)197385好异型荧光灯(CFC)1977代替白炽灯ηRa光源原理与设计—绪论诸定昌3.第三代光源—钠灯与金卤灯低压钠灯193240差外壳涂红外反射层的低压钠灯1965200差高压钠灯1965150差钠-铊-铟灯196175好镉-钬-铥灯197190很好95络合物(Sc-Na)金卤灯197680＞65无极放电灯寿命长ηRa光源原理与设计—绪论诸定昌
4、三.光源的参量1.技术参量光通量F(lm)功率P(w)寿命H(hrs)全寿命从亮到熄有效寿命F衰减到初始值的一定比例光源原理与设计—绪论诸定昌2.运行参量光效η(lm/w)η1转换成辐射的功率占总功率的比例η2辐射中可见辐射的比例每单位输入功率产生的光通量光源原理与设计—绪论诸定昌光源的颜色色表:人眼观察光源颜色时的舒适程度(与背景光有关)色温照度E(lux)房间E<150luxTc<4000K机场E>500luxTc>6000K光源原理与设计—绪论诸定昌显色性:被照物体本色被光源显色的程度指标:Ra太阳光下最大,为100钠灯28高压汞灯40价
5、格光源原理与设计—绪论诸定昌四.光源的分类1.以放电类型分类辉光放电,弧光放电……2.以工作气压分类低气压,高气压,超高气压……3.以工作气体种类分类汞灯,荧光灯,惰性气体,金属蒸汽……光源原理与设计—绪论诸定昌4.按用途分类5.按灯种类分按发光原理热辐射光源气体放电光源光源原理与设计—绪论诸定昌电光源固体光源类气体放电灯类钨丝灯类白炽灯(普灯)卤素灯荧光灯类高强度气体放电灯(HID)类无极灯高压汞灯高压钠灯金属卤化物灯直管/环形日光灯紧凑型节能灯发光二极管(LED)光源原理与设计—绪论诸定昌五.光源的应用1.照明体育场照明,泛光照明……2.加
6、热3.光化学照像,加快化学反应速度……光源原理与设计—绪论诸定昌4.光生物杀菌,保健,光合作用……5.高科技模拟室,光电效应,军事(夜视仪)LCOSPDPDBD光源原理与设计—绪论诸定昌References:1.“电光源原理引论”蔡祖泉等(1988)2.“气体与真空中电现象”卡普卓夫(1952)3.“LightSources”Elenbass(1972)4.“GasDischargeLamp”Johr.F.Vaymouth光源原理与设计—绪论诸定昌谢谢观看!光源原理与设计—白炽灯诸定昌第二章白炽灯光源原理与设计—白炽灯诸定昌白炽灯主要特性：使用
7、方便，外型多样，价格低廉η=8~15lm/wH=1*103小时灯丝色温Tc=2700~2900K(灯光黄）Ra≈100光源原理与设计—白炽灯诸定昌2.1热辐射的性质光源原理与设计—白炽灯诸定昌一、热辐射的定义（温度辐射）因温度而产生的辐射TE（thermalEquilibrium)热力学平衡状态LTE（localthermalEquilibrium)局部热力学平衡状态光源原理与设计—白炽灯诸定昌二、基尔霍夫定律（KirchholfLaw)1.光辐射出度Me(T)Me(T)=Pe(T)/S单位（W/m2)Pe——单位时间辐射的能量。2.光谱辐射出
8、度Mλ（λ,T)Mλ（λ,T)=dMe(T)/dλ=dPe(T)/Sdλ光源原理与设计—白炽灯诸定昌3.光谱的吸收率α(λ,T)α(λ,T)=dPe’
