光与视觉的基础知识ppt课件.ppt

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1、光与视觉的基础知识人眼的视觉特性光是一种电磁波，广义上它的波长从几个纳米至一毫米左右，而人眼所能看见的只是一小部分，通常波长范围为380nm至780nm，我们把这部分光称为可见光。可见光的波长不同，引起人眼的颜色感觉就不同。单色光波长由长至短，对应的颜色感觉由红到紫。一般认为:红色780nm～620nm橙色620nm～590nm黄色590nm～560nm黄绿色560nm～530nm绿色530nm～500nm青色550nm～470nm蓝色470nm～430nm紫色430nm～380nm上述的范围只是根据人们的习惯大致划分。实际上随着波长的变化，颜色是连续渐变的，没有严格的界限。物体分为发光体

2、和不发光体。发光体的颜色由它本身发出的光谱所确定，如白炽灯发黄和日光灯发白。不发光体的颜色与照射光的光谱和不发光体对照射光的反射、透射特性有关。如绿叶反射绿色的光、吸收其他颜色的光而呈现绿色；绿叶拿到暗室的红灯下观察成了黑色。由此可见，光是一种客观存在的物质，而色是人眼对这种物质的视觉反应。白炽灯卤粉荧光灯低压汞灯三基色荧光灯三基色绿粉蓝色LED光通量:光通量是光源在单位时间内发出的光量，也即为辐射通量（或辐射功率）能够被人眼视觉系统所感受的那部分有效当量。可以用来判断可见光谱范围内光谱效率所能引起的主观感觉的强弱。单位：lm符号表示：Φ基本量值立体角（Ω）用于表示空间范围的一个量，它是一

3、个任意锥面所包围的空间。立体角的大小是这样度量的，以锥面的顶点为球心，任意长度为半径作一球面，锥面将球面分成S1和S2两部分，它们分别对球心所张的立体角为D1和D2，其大小可以表示为：立体角及其度量方法立体角的单位叫球面度（sr），它是半径为1米的球面上，1平方米的球面对球心所张的立体角。因此，整个球面对球心所张的立体角为：发光强度：光源在给定方向上的发光强度是该光源在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元之商，即Ι=dΦ/dΩ单位：1cd＝1lm/1sr实际光源或灯具各方向的发光强度不同。为了描述其发光的空间分布特性，需要用发光强度分布曲线（又叫配光曲线）来表示。它是照明计

4、算和设计的一种重要依据照度（illuminance）表面上一点的照度是入射在包含该点面元上的光通量dφ除以该面元面积dS之商。即：单位为勒克斯（lx），1lx=1lm/m2若光源照到某一表面的总光通量为φ，该表面面积为S，则该表面上的平均照度为E=φ/S。对于点光源，若在某一方向上的发光强度为I，那么在该方向上离开光源的距离为r处的照度E=I/r2。照度与离光源的距离平方成反比。当不是点光源的时候，此定律在距离大于光源尺寸10倍以上的时候成立。光出射度Mv(Luminousexitance)1.定义：面光源单位元表面所发射的光通量2.公式：Mv=dΦv/dＡ发光均匀：Mv=Φv/Ａ3.单位

5、：lm/m2（流明/平方米）光出射度与光照度的区别：光出射度与光照度的表达式和单位完全相同．区别在于:Me描写面辐射源向外发射的辐射特性(a)E描写辐射接受面所接受的辐射特性(b)光亮度L(luminance)定义:面光源在给定方向上，单位正投影面积的发光强度公式:光通量分布均匀：单位:Sb(熙提)或nt(尼特)或cd/m2(坎德拉/平方米)朗伯定律或理想漫射面的余弦定则:朗伯定律在θ方向上：在法线方向上：如果发光面或漫射面的亮度不随方向改变，则故遵从朗伯定律的光源称为朗伯光源．只有绝对黑体才是朗伯光源色温与标准光源照明光源的作用非常重要，其光谱功率分布情况会直接影响被照物体的颜色。通常的

6、照明光源，如太阳光、日光等发的光虽然都是白光，但它们的光谱成分相差很大，用它们照射相同物体时，呈现的颜色则相差较大。根据CIE（国际照明委员会）的规定，使用的标准光源主要有A、B、C、D65、E五种，并以“色温”来表征。1.色温光源的色温是用来描述光源的光谱分布的物理量。在色度学上，它通常用光源的光与绝对黑体发出的光相比较，并用绝对黑体的绝对温度来表征。绝对黑体是指既不反射也不透射光线，而能完全吸收入射光的物体。当绝对黑体被加热时，能以电磁波形式向外辐射能量，其光谱能量的分布只与加热的温度有关，温度低时光谱能量偏重于长波长区，温度升高时光谱能量逐渐偏重到短波长区。光源的色温:当光源的可见光

7、谱与某温度的绝对黑体的辐射的可见光谱相同或接近时,就将此时绝对黑体的绝对温度称为该白光源的色温。例如，一个温度为2800K的钨丝灯泡所发出的光色与绝对黑体在温度为2856K时的光谱相同，则该灯泡所发出的光的色温就是2856K。要注意的是，色温用来表示光源的光谱特性，并非光源的实际温度。引入“色温”的概念，是为了进行色度的计算和白光的比较。标准白光源使用的标准光源主要有A、B、C、D65、E五种，其光谱功率分布曲线如图几种