光學(xué)基本知識(shí)PPT課件 2

光學(xué)基本知識(shí)PPT課件21.1光的性質(zhì)、度量一、光的性質(zhì)1、波動(dòng)性光是電磁波，波長(zhǎng)在380-780nm2、粒子性光是一種帶有能量的粒子—光子

第二頁(yè)，共42頁(yè)。1、光的波動(dòng)性可見(jiàn)光只是電磁波的一部分第三頁(yè)，共42頁(yè)。

二、基本光度量

光通量發(fā)光強(qiáng)度照度光出射度亮度第四頁(yè)，共42頁(yè)。光通量定義：光源在單位時(shí)間內(nèi)向周圍空間輻射出去的并使人眼產(chǎn)生光感的能量稱光通量符號(hào)：φ單位：流明（lm）例:220V100W白熾燈的光通量為1250lm220V36WT8熒光燈的光通量為2500lm

第五頁(yè)，共42頁(yè)。發(fā)光強(qiáng)度光源在某一個(gè)特定方向上單位立體角內(nèi)(每球面度)輻射的光通量，稱為光源在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱光強(qiáng)。符號(hào)：I單位：坎德拉（cd）

第六頁(yè)，共42頁(yè)。

照度被照面上的光通密度為照度。它是射入被照物體表面單位面積上的光通量符號(hào):E

單位:勒克斯（lx）第七頁(yè)，共42頁(yè)。例:在40W白熾燈下1m處的照度約為30lx,加搪瓷傘形燈罩后可增加為73lx滿月晴空的月光下為0.2lx晴朗的白天室內(nèi)照度為100—500lx一般情況下,1-5lx的照度僅能辨別物體的輪廓第八頁(yè)，共42頁(yè)。光出射度發(fā)光面單位面積出射的光通量稱光出射度符號(hào)M單位輻射勒克斯（rlx

）第九頁(yè)，共42頁(yè)。亮度發(fā)光體在視線方向單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度，稱為該發(fā)光體的表面亮度。符號(hào)：L

單位：為尼特（nt）。

面光源一個(gè)單元面積上的亮度第十頁(yè)，共42頁(yè)。亮度與被視物體的發(fā)光強(qiáng)度或反光面的反光強(qiáng)度有關(guān),還與發(fā)光面或反光面的面積有關(guān).例:同一照度下的黑白物體

功率相同的普通燈泡與磨砂燈泡一般情況下:

40W熒光燈的表面亮度為7000cd/m2晴朗天空平均亮度為5000cd/m2太陽(yáng)的表面亮度為1.6×109cd/m2

當(dāng)亮度超過(guò)1.6×105cd/m2時(shí),人眼就難以忍受了第十一頁(yè)，共42頁(yè)。幾個(gè)光度量關(guān)系示意圖第十二頁(yè)，共42頁(yè)。1.2

照度標(biāo)準(zhǔn)

《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034—2004第十三頁(yè)，共42頁(yè)。1、制定照度標(biāo)準(zhǔn)的方法影響人的視力的因素有：生理因素背景亮度亮度對(duì)比年齡

人完成視覺(jué)工作的功效為視覺(jué)功效照度標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)是：視覺(jué)功效特性視疲勞經(jīng)濟(jì)性第十四頁(yè)，共42頁(yè)。2、影響視覺(jué)功能的因素物體亮度和環(huán)境亮度亮度對(duì)比和顏色對(duì)比曝光時(shí)間物體大小或物體的運(yùn)動(dòng)眩光第十五頁(yè)，共42頁(yè)。3、GB50034—2004標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介標(biāo)準(zhǔn)值：平均照度參考平面高度：0.75m分級(jí)0.513510152030507510015020030050075010001500200030005000lx共21級(jí)計(jì)算允許偏差：（－10～＋10）%同時(shí)頒布節(jié)能指標(biāo)（功率密度）

2007.8開(kāi)始執(zhí)行目標(biāo)值 第十六頁(yè)，共42頁(yè)。符合下列條件之一及以上時(shí)，作業(yè)面或參考平面的照度，可按照標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)提高一級(jí)視覺(jué)要求高的精細(xì)作業(yè)場(chǎng)所，眼睛至識(shí)別對(duì)象的距離大于500mm時(shí)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間緊張的視覺(jué)作業(yè)，對(duì)視覺(jué)器官有不良影響時(shí)識(shí)別移動(dòng)對(duì)象，要求識(shí)別時(shí)間短促而辨認(rèn)困難時(shí)視覺(jué)作業(yè)對(duì)操作安全有重要影響時(shí)識(shí)別對(duì)象亮度對(duì)比小于0.3時(shí)作業(yè)精度要求較高，且產(chǎn)生差錯(cuò)會(huì)造成很大損失時(shí)視覺(jué)能力低于正常能力時(shí)建筑等級(jí)和功能要求高時(shí)第十七頁(yè)，共42頁(yè)。符合下列條件之一及以上時(shí)，作業(yè)面或參考平面的照度，可按照標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)降低一級(jí)進(jìn)行很短時(shí)間的作業(yè)時(shí)作業(yè)精度或速度無(wú)關(guān)緊要時(shí)建筑等級(jí)和功能要求較低時(shí)第十八頁(yè)，共42頁(yè)。新標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)和主要變化照度水平有較大提高,適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)工作學(xué)習(xí)和生活的需要照明質(zhì)量有更新更高的要求,有利于改善視覺(jué)條件反映照明科技進(jìn)步,有利于優(yōu)質(zhì)高效照明器材的發(fā)展和推廣應(yīng)用突出節(jié)能,運(yùn)用強(qiáng)制性條文限制照明功率密度,促進(jìn)照明系統(tǒng)能效提高增加了照明管理與監(jiān)督的內(nèi)容,有利于設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化,標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施第十九頁(yè)，共42頁(yè)。辦公建筑照明標(biāo)準(zhǔn)值房間或場(chǎng)所參考平面及其高度/m照度標(biāo)準(zhǔn)值/lxUGRRa普通辦公室0.75（水平面）3001980高檔辦公室0.75（水平面）5001980會(huì)議室0.75（水平面）3001980接待室、前臺(tái)0.75（水平面）30080營(yíng)業(yè)廳0.75（水平面）3002280設(shè)計(jì)室實(shí)際工作面5001980文件整理、復(fù)印、發(fā)行室0.75（水平面）30080資料、檔案室0.75（水平面）20080第二十頁(yè)，共42頁(yè)。居住建筑每戶照明功率密度值房間或場(chǎng)所照明功率密度（W/㎡）照度值（LX）現(xiàn)行值目標(biāo)值起居室76100臥室75餐廳150廚房100衛(wèi)生間100第二十一頁(yè)，共42頁(yè)。辦公建筑照明功率密度值房間或場(chǎng)所照明功率密度（W/㎡）照度值（Lx）現(xiàn)行值目標(biāo)值普通辦公室119300高檔辦公室、設(shè)計(jì)室1815500會(huì)議室119300營(yíng)業(yè)廳1311300文件整理、復(fù)印、發(fā)行室119300檔案室87200第二十二頁(yè)，共42頁(yè)。商業(yè)建筑照明功率密度值房間或場(chǎng)所照明功率密度（W/㎡）照度值（Lx）現(xiàn)行值目標(biāo)值一般商店?duì)I業(yè)廳1210300高檔商店?duì)I業(yè)廳1916500一般超市營(yíng)業(yè)廳1311300高檔超市營(yíng)業(yè)廳2017500第二十三頁(yè)，共42頁(yè)。旅館建筑照明功率密度值房間或場(chǎng)所照明功率密度（W/㎡）照度值（Lx）現(xiàn)行值目標(biāo)值客房1513—中餐廳1311200多功能廳1815300客房層走廊5450門(mén)廳1513300第二十四頁(yè)，共42頁(yè)。醫(yī)院建筑照明功率密度值房間或場(chǎng)所照明功率密度（W/㎡）照度值（Lx）現(xiàn)行值目標(biāo)值治療室、診室119300化驗(yàn)室1815500手術(shù)室3025750候診室、掛號(hào)廳87200病房65100護(hù)士站119300藥房2017500重癥監(jiān)護(hù)室119300第二十五頁(yè)，共42頁(yè)。學(xué)校建筑照明功率密度值房間或場(chǎng)所照明功率密度（W/㎡）照度值（LX）現(xiàn)行值目標(biāo)值普通教室、閱覽室119300夜間使用教室、閱覽室1815500階梯教室1815300實(shí)驗(yàn)室119300美術(shù)教室1815500多媒體教室119300第二十六頁(yè)，共42頁(yè)。

1.3

顏色的特性、眩光

顏色的形成

光的光譜能量分布顏色的基本性質(zhì)三個(gè)基本屬性：色調(diào)明度彩度顏色的表示

孟塞爾表色系統(tǒng)HV/CCIE表色系統(tǒng)（RGB）

光源的光色色表和顯色性第二十七頁(yè)，共42頁(yè)。色彩屬性色彩具有基本的三屬性：色調(diào)（Hue）就是色彩的顏色，如紅，橙，黃，綠，藍(lán)，紫等各代表一種色相，而黑，白以及各種灰色則屬于無(wú)色系；明度（Brightness）是指色彩的明暗程度;飽和度（Saturation）則是指色彩的純度，又稱為彩度。對(duì)比度是指不同顏色之間的差異。第二十八頁(yè)，共42頁(yè)。色彩的色相變化色彩的色調(diào)變化第二十九頁(yè)，共42頁(yè)。色相和色調(diào)的對(duì)比第三十頁(yè)，共42頁(yè)。紅、藍(lán)二色的飽和度變化第三十一頁(yè)，共42頁(yè)。光源的色表

光源的色表指光源的表觀顏色，是人眼觀看到光源所發(fā)出的光的顏色。在照明應(yīng)用方面，光源的色表可用色溫或相關(guān)色溫來(lái)表示。黑體是特殊形式的熱輻射體，能把投射到它上面的輻射全部吸收。當(dāng)被加熱到高溫便產(chǎn)生輻射，黑體輻射的光譜功率分布完全取決于被加熱的溫度。當(dāng)黑體（能吸收全部光能的物體）被加熱到某一溫度，它所發(fā)出的光的顏色與標(biāo)準(zhǔn)光源所發(fā)出的光顏色相同時(shí)，這一溫度就稱為該光源的顏色溫度，簡(jiǎn)稱色溫，單位：K。

“黑體”的溫度越高，光譜中藍(lán)色的成份則越多，而紅色的成份則越少。

第三十二頁(yè)，共42頁(yè)。光源的色溫及色表

色溫色表800～900K紅色2100～2900K紅黃色3300K左右黃白色3500K白色5500K冷白色8000K淺藍(lán)色第三十三頁(yè)，共42頁(yè)。光源的顯色性原則上，人造光線應(yīng)與自然光線相同，使人的肉眼能正確辨別事物的顏色，當(dāng)然，這要根據(jù)照明的位置和目的而定。光源所發(fā)出的光照射到物體上，對(duì)物體顏色顯示的真實(shí)程度，稱為光源的顯色性。在電氣照明技術(shù)中，光源的顯色性一般以顯色指數(shù)Ra來(lái)表示顯色性是指事物的真實(shí)顏色（其自身的色澤）與某一標(biāo)準(zhǔn)光源下所顯示的顏色關(guān)系。Ra值的確定，是將DIN6169標(biāo)準(zhǔn)中定義的8種測(cè)試顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源和被測(cè)試光源下做比較，色差越小則表明被測(cè)光源顏色的顯色性越好。Ra值為100的光源表示，事物在其燈光下顯示出來(lái)的顏色與在標(biāo)準(zhǔn)光源下一致。

第三十四頁(yè)，共42頁(yè)。人工標(biāo)準(zhǔn)光源的顯色指數(shù)定為100

Ra=80～100顯色性優(yōu)良

Ra=50～79顯色性一般

Ra<50顯色性差

第三十五頁(yè)，共42頁(yè)。顯色指數(shù)及性能參考第三十六頁(yè)，共42頁(yè)。眩光定義

由于視野中亮度分布或亮度范圍的不適宜,或存在極端的亮度對(duì)比,以至引起人眼產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)或降低觀察細(xì)部或目標(biāo)的能力，這種現(xiàn)象稱為眩光分類

失能眩光不舒適眩光

眩光與視線角度的關(guān)系：第三十七頁(yè)，共42頁(yè)。視環(huán)境中的光污染正常情況下，人的眼睛由于瞳孔的調(diào)節(jié)作用，對(duì)一定范圍內(nèi)的光輻射都能適應(yīng)。但光輻射增至一定量時(shí)將會(huì)對(duì)生活和生產(chǎn)環(huán)境以及人體健康產(chǎn)生不良影響，這稱之為光污染。視環(huán)境中的光污染可分為三種：1室外環(huán)境污染，如建筑物外墻，典型的是玻璃幕墻；2室內(nèi)視環(huán)境污染，如內(nèi)裝修、室內(nèi)不良的光色環(huán)境等，較典型有歌舞廳等；3局部視環(huán)境污染，如書(shū)本紙張、以及電腦等第三十八頁(yè)，共42頁(yè)。光污染危害建筑和室內(nèi)裝修采用鏡面,瓷磚和白粉墻日益增多，近距離讀寫(xiě),使用的書(shū)簿紙張?jiān)絹?lái)越光滑，如果人長(zhǎng)期在這種高反光條件下工作或生活，視網(wǎng)膜會(huì)受到不同程度的損害，視力急劇下降，白內(nèi)障發(fā)病率高達(dá)45%。這種污染還使人頭昏心煩，甚至發(fā)生失眠，食欲下降，情緒低落，身體乏力等類似的精神衰弱的癥狀。彩光污染危害更嚴(yán)重,歌舞廳中的黑色燈產(chǎn)生的紫外線，如果長(zhǎng)期受其照射，會(huì)誘發(fā)流鼻血、脫牙、白內(nèi)障，甚至導(dǎo)致白血病和其它癌變。彩色光源不僅對(duì)眼睛不利，而且干擾大腦中樞神經(jīng)，人們會(huì)出現(xiàn)惡心、嘔吐、失眠、注意力不集中等癥狀。第三十九頁(yè)，共42頁(yè)。如何預(yù)防光污染20世紀(jì)90年代初，美國(guó)科學(xué)家曾做過(guò)一個(gè)著名的色塊刺激實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不同顏色(光頻率)對(duì)眼疲勞的影響有著明顯的差異。針對(duì)這一原理，美國(guó)等一些國(guó)家和部分圖書(shū)采用了黃底色紙張印刷，確實(shí)比白色要舒服一些。而在德國(guó)，室內(nèi)裝修墻壁粉刷時(shí)，人們已開(kāi)始理性地適用一些淺色，主要是米黃、淺藍(lán)等，來(lái)代替刺眼的白色。2000年初，英國(guó)艾塞克斯大學(xué)的薄膜覆蓋法獲得成功：采用一些特定顏色(頻率)的薄膜覆蓋在書(shū)本上，閱讀時(shí)會(huì)使眼睛放松，不容易串行，還明顯地提高閱讀效率。第四十頁(yè)，共42頁(yè)。其次，建筑物裝修要服從環(huán)境保護(hù)要求，盡量不用玻璃大理石、鋁合金等材料，涂料也要選擇反射系數(shù)低的。歐美一些國(guó)家早在20世紀(jì)80年代末，就開(kāi)始限制在建筑物外部裝修使用玻璃幕墻，不少發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)也明文限制使用釉面磚和馬賽克裝飾外墻。而在我國(guó)，許多城市仍將玻璃幕墻等作為一種時(shí)髦裝飾大量使用，導(dǎo)致城市的光污染源大量增加。這是一個(gè)必須正視的問(wèn)題。第四十一頁(yè)，共42頁(yè)。第三，室內(nèi)裝修要合理布置燈光。這不單指亮度、位置