照明光学基础知识培训篇课件.ppt

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1、光学基础知识培训照明的基础知识1.1光的本质人们通常所说的光是指“可见光”，它是由光源发出的辐射能中的一部分，并能产生视觉效应。从量子物理的观点，光具有二重性：粒子性和波动性。单个光子呈粒子性，密集光子的集合衍射便呈现出波动性。所以，光是一种电磁辐射能，即电磁波，光线的方向也就是波传播的方向。将各种电磁波按波长依次排列，就成为电磁波谱，如图1-1所示：图（1-1）电磁波谱及可见光光谱（光波只是其中极小一部分）1.2可见光谱人类视觉能感受到的电磁波可见部分的波长范围大约在380nm至780nm之间，1nm=10

2、-6mm，而不同波长的光给人的颜色感觉也不同。波长从380nm向780nm递增时，光的颜色从紫色开始，按蓝、青、绿、黄、橙、红的顺序逐渐变化，两种颜色之间没有明显的分界。将全部可见光波混合在一起就形成日光，即白色光。1.3紫外和红外辐射太阳光和光源在发出可见光的同时，都会有紫外和红外辐射，只是眼睛视觉反应不出来而已。太阳光谱中，波长大于1400nm的光波被大层中的水蒸气和二氧化碳强烈吸收；波长小于290nm的光波被大气层中的臭氧所吸收。人类在进化过程中紫外光和红外光对眼睛不产生视觉反应。波长小于320nm的紫

3、外辐射对生物组织有损害。波长在260nm处的紫外辐射灭菌效应最大。波长253.7nm的紫外线作用于三基色粉或荧光粉会产生发光效应。波长大于780nm的近红外光谱会产生热。对光源来说，由于红外线的存在而损失了光效能，产生了不需要的热。白炽灯因钨丝加热时产生太多看不见的红外光，所以光效低。低压汞蒸气放电灯会产生253.7nm的紫外辐射，因此，提高发光效率，控制紫外辐射的泄漏分量十分重要。光的基本度量单位2.1光通量光通量是视觉响应的计量。定义为：光源在单位时间内向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通，符号Ф，单

4、位为流明（LM）。光通量的测量必须在积分球内进行；2.2发光效率定义：指电光源每消耗1W电功率所发出的光通量，单位为Lm/W；消耗的电功率是从市电输入端测量的，称系统光效；人眼对不同波长的光的灵敏度不一样，对波长为555nm的黄、绿光最灵敏，波长离555nm越远，灵敏度越低,而这是产生不同灯有不同光效的基础；对某一特定的光源来说，不仅要测量它的光通量，而且要展示它的频谱分布，评价它的视觉效果。光谱光效率曲线2.3发光强度光源在空间某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量空间密度，称为光源在该方向上的发光强度，

5、简称光强。浅释：桌子上方有一盏无罩的白炽灯，在加上灯罩后，桌面显得亮多了。而同一灯泡不加罩与加灯罩，它所发出的光通量是一样的，只不过加上灯罩后，光线经灯罩反射，使光通量在空间的分布状况发生了变化，射向桌面的光通量比未加罩时增多了。因此，在电气照明技术中，必须了解光通量在空间各个方向上的分布情况。2.4照度定义为：投射到被照面上的光通量与被照面的面积之比称为该面的照度。照度的单位为勒克斯（Lx），1Lχ=1Lm/m2感性认识：1只40W白炽灯1米远处的照度约为30Lx,加一搪瓷罩后增加到73Lx。上海12月份上

6、午10时正对太阳光的照度为465X102Lx～525X102Lx；单边高楼阴影下的照度约为8250～12000Lx；树荫下的照度约为2050～2280Lx。大马路14.5米高的双泡路灯（400W高压钠灯+250W金卤灯）垂直地面照度为55～68Lx。由此可见，人造光源与太阳光相比实在太渺小。2.5亮度定义：发光体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面的亮度。在同一位置上并排放置一个黑体和一个白色体，虽然它们的照度一样，但人眼看起来白色体要亮得多。这是因为人眼的视网膜上的照度是被视物体在沿视线方向上的发

7、光强度造成的，而白色体的反光要比黑色体强得多，所以感到白色体比黑色体亮得多。3.1额定电压和额定电流定义:指电光源按预定要求工作所需要的电压和电流。偏离额定值工作会影响电光源的效能和寿命。电光源的特性3.2额定功率定义：指电光源工作在额定电压和额定电流时所消耗的有功功率。3.3光衰定义：电光源在额定工作条件下，随着使用时间的延长，额定光通量和光效都会逐渐降低。3.4色温定义：黑体被加热到不同温度时，人眼所看到黑体所呈现出的不同颜色，以此表达一个光源的光色，称为光源的色温。色温以绝对温标K为单位。色温与感觉：大

8、于5000K为冷色；3300～5000K为中间；小于3300K为暖色。常用电光源的色温3.5显色性定义：指在光源照明下，与具有相同或相近色温的黑体或日光的照明相比，各种颜色在视觉上的失真程度。显色指数以Ra表示。光源的色温与显色性之间没有必然的联系，具有不同光谱能量分布的光源可能有相同的色温，但显色性却可能差别很大。常用电光源的显色指3.6频闪效应定义：电光源的光通量Ф随交流电源电压相位周期性变化而