光学基本知识.ppt

1、第一章第一章 光的基本知识光的基本知识1.11.1光的性质、度量光的性质、度量一、光的性质1、波动性 光是波长在 380-780nm之间的电磁波 光是一种带有能量的粒子光子 2、粒子性二、光的度量 1、辐射通量2、光度量 基本光度量基本光度量 l光通量l发光强度l照度 l光出射度l亮度光通量光通量l定义：光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并使人眼产生光感的能量称光通量l符号：l单位：流明（lm）l例:220V 100W白炽灯的光通量为1250 lml 220V 36W T8荧光灯的光通量为2500 lm 发光强度发光强度l光源在某一个特定方向上单位立体角内(每球面度)辐射的光通量，称为光源在

2、该方向上的发光强度。简称光强。l符号：Il单位：坎德拉（cd）照度照度l被照面上的光通密度为照度。它是射入被照物体表面单位面积上的光通量l符号:E l单位:勒克斯 （lx）l例:在40W白炽灯下1m处的照度约为30lx,加搪瓷伞形灯罩后可增加为73lxl满月晴空的月光下为0.2lxl晴朗的白天室内照度为100500lxl一般情况下,1-5lx的照度仅能辨别物体的轮廓光出射度光出射度l发光面单位面积出射的光通量称光出射度l符号 Ml单位 辐射勒克斯（rlx）亮度亮度l发光体在视线方向单位投影面积上的发光强度，称为该发光体的表面亮度。l符号：L l单位：尼特（nt）。l面光源一个单元面积上的亮度

3、亮度与被视物体的发光强度或反光面的反光强度有关,还与发光面或反光面的面积有关.例:同一照度下的黑白物体 功率相同的普通灯泡与磨砂灯泡一般情况下:40W荧光灯的表面亮度为7000cd/m2晴朗天空平均亮度为5000cd/m2太阳的表面亮度为1.6109cd/m2 当亮度超过1.6105cd/m2 时,人眼就难以忍受了几个光度量关系示意图几个光度量关系示意图 1.31.3 颜色的特性、眩光颜色的特性、眩光 l颜色的形成 光的光谱能量分布l颜色的基本性质 三个基本属性：色调 明度 彩度l颜色的表示 孟塞尔表色系统 HV/C CIE表色系统（R G B）l光源的光色 色表和显色性 色彩属性l色彩具有基

4、本的三属性：l色调（Hue）就是色彩的颜色，如红，橙，黄，绿，蓝，紫等各代表一种色相，而黑，白以及各种灰色则属于无色系；l明度（Brightness）是指色彩的明暗程度;l饱和度（Saturation）则是指色彩的纯度，又称为彩度。l对比度是指不同颜色之间的差异。色彩的色相变化色彩的色调变化色相和色调的对比红、蓝二色的饱和度变化红、蓝二色的饱和度变化光源的色表光源的色表 l光源的色表指光源的表观颜色，是人眼观看到光源所发出的光的颜色。在照明应用方面，光源的色表可用色温或相关色温来表示。l黑体是特殊形式的热辐射体，能把投射到它上面的辐射全部吸收。当被加热到高温便产生辐射，黑体辐射的光谱功率分布完

5、全取决于被加热的温度。l当黑体（能吸收全部光能的物体）被加热到某一温度，它所发出的光的颜色与标准光源所发出的光颜色相同时，这一温度就称为该光源的颜色温度，简称色温，单位：K。光源的色温及色表光源的色温及色表 色温 色表 800900K 红色 21002900K 红黄色 3300K左右 黄白色 3500K 白色 5500K 冷白色 8000K 浅蓝色 光源的显色性光源的显色性l光源所发出的光照射到物体上，对物体颜色显示的真实程度，称为光源的显色性。在电气照明技术中，光源的显色性一般以显色指数Ra来表示 l显色性是指事物的真实颜色（其自身的色泽）与某一标准光源下所显示的颜色关系。Ra值的确定，是将

6、DIN6169标准中定义的8种测试颜色在标准光源和被测试光源下做比较，色差越小则表明被测光源颜色的显色性越好。lRa值为100的光源表示，事物在其灯光下显示出来的颜色与在标准光源下一致。人工标准光源的显色指数定为100 Ra=80 100 显色性优良 Ra=50 79 显色性一般 Ra 50 显色性差 显色指数及性能参考显色指数及性能参考眩光眩光l定义定义 由于视野中亮度分布或亮度范围的不适宜,或存在极端的亮度对比,以至引起人眼产生不舒适的感觉或降低观察细部或目标的能力，这种现象称为眩光 l分类分类 失能眩光 不舒适眩光 眩光与视线角度的关系：材料的光学性质材料的光学性质l吸收 l反射l透射吸

7、收率反射率透射率1.2 照度标准照度标准 建筑照明设计标准GB500342004 1、制定照度标准的方法、制定照度标准的方法l影响人的视力的因素有：生理因素 背景亮度 亮度对比 年龄 l人完成视觉工作的功效为视觉功效 l照度标准制定的依据是：视觉功效特性 视疲劳 经济性2、影响视觉功能的因素、影响视觉功能的因素l物体亮度和环境亮度l亮度对比和颜色对比l曝光时间l物体大小或物体的运动l眩光3 3、GB500342004GB500342004标准简介标准简介l标准值：平均照度l参考平面高度：0.75ml分级 0.5 1 3 5 10 15 20 30 50 75 100 150 200 300 5

8、00 750 1000 1500 2000 3000 5000lx 共21级l计算允许偏差：（1010）%l同时颁布节能指标（功率密度）2007.8开始执行目标值l符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照标准值分级提高一级度，可按照标准值分级提高一级l视觉要求高的精细作业场所，眼睛至识别对象的距离视觉要求高的精细作业场所，眼睛至识别对象的距离大于大于500mm500mm时时l连续长时间紧张的视觉作业，对视觉器官有不良影响连续长时间紧张的视觉作业，对视觉器官有不良影响时时l识别移动对象，要求识别时间短促而辨认困难时识别移动对象，要求识

9、别时间短促而辨认困难时l视觉作业对操作安全有重要影响时视觉作业对操作安全有重要影响时l识别对象亮度对比小于识别对象亮度对比小于0.30.3时时l作业精度要求较高，且产生差错会造成很大损失时作业精度要求较高，且产生差错会造成很大损失时l视觉能力低于正常能力时视觉能力低于正常能力时l建筑等级和功能要求高时建筑等级和功能要求高时 符合下列条件之一及以上时，作业面符合下列条件之一及以上时，作业面或参考平面的照度，可按照标准值分级降低一级或参考平面的照度，可按照标准值分级降低一级l进行很短时间的作业时进行很短时间的作业时l作业精度或速度无关紧要时作业精度或速度无关紧要时l建筑等级和功能要求较低时建筑等级

10、和功能要求较低时新标准的特点和主要变化新标准的特点和主要变化l照度水平有较大提高照度水平有较大提高,适应当前生产工作学习和适应当前生产工作学习和生活的需要生活的需要l照明质量有更新更高的要求照明质量有更新更高的要求,有利于改善视觉条有利于改善视觉条件件l反映照明科技进步反映照明科技进步,有利于优质高效照明器材的有利于优质高效照明器材的发展和推广应用发展和推广应用l突出节能突出节能,运用强制性条文限制照明功率密度运用强制性条文限制照明功率密度,促促进照明系统能效提高进照明系统能效提高l增加了照明管理与监督的内容增加了照明管理与监督的内容,有利于设计方案有利于设计方案的优化的优化,标准的实施标准的

11、实施办公建筑照明标准值办公建筑照明标准值房间或场所房间或场所 参考平面及其高度参考平面及其高度/m m照度标准值照度标准值/lx lx UGR UGR Ra Ra 普通办公室普通办公室 0.750.75（水平面）（水平面）300 300 191980 80 高档办公室高档办公室 0.750.75（水平面）（水平面）500500191980 80 会议室会议室 0.750.75（水平面）（水平面）300 300 191980 80 接待室、前台接待室、前台0.750.75（水平面）（水平面）300 300 80 80 营业厅营业厅 0.750.75（水平面）（水平面）300 300 222280

12、 80 设计室设计室 实际工作面实际工作面 500500191980 80 文件整理、复印、发行室文件整理、复印、发行室0.750.75（水平面）（水平面）300 300 80 80 资料、档案室资料、档案室0.750.75（水平面）（水平面）20020080 80 居住建筑每户照明功率密度值居住建筑每户照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值照度值（LX）现行值现行值目标值目标值起居室起居室76 6100100卧室卧室7575餐厅餐厅150150厨房厨房100100卫生间卫生间100100办公建筑照明功率密度值办公建筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照

13、明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值照度值（Lx）现行值现行值目标值目标值普通办公室普通办公室119 9300300高档办公室、设计室高档办公室、设计室181 15 5500500会议室会议室119 9300300营业厅营业厅131 11 1300300文件整理、复印、发行文件整理、复印、发行室室119 9300300档案室档案室87 7200200商业建筑照明功率密度值商业建筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值照度值（LxLx）现行值现行值目标值目标值一般商店营业厅一般商店营业厅12121010300300高档商店营业厅高档商店营业厅1919

14、1616500500一般超市营业厅一般超市营业厅13131111300300高档超市营业厅高档超市营业厅20201717500500旅馆建筑照明功率密度值旅馆建筑照明功率密度值房间房间或或场场所所照明功率密度照明功率密度（W/W/）照度照度值值（L Lx x）现行值现行值 目标值目标值客房客房15151313中餐厅中餐厅13131111200200多功能多功能厅厅18181515300300客房层客房层走廊走廊5 54 45050门厅门厅15151313300300医院建筑照明功率密度值医院建筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值（照度值（LxLx）现

15、行值现行值目标值目标值治疗室、诊室治疗室、诊室11119 9300300化验室化验室18181515500500手术室手术室30302525750750候诊室、挂号厅候诊室、挂号厅8 87 7200200病房病房6 65 5100100护士站护士站11119 9300300药房药房20201717500500重症监护室重症监护室11119 9300300学校建筑照明功率密度值学校建筑照明功率密度值房间或场所房间或场所照明功率密度（照明功率密度（W/W/）照度值照度值（LX）现行值现行值目标值目标值普通教室、阅览室普通教室、阅览室1 11 19 9300300夜间使用教室、阅览室夜间使用教室、阅览室18181 15 5500500阶梯教室阶梯教室18181 15 5300300实验室实验室1 11 19 9300300美术教室美术教室18181 15 5500500多媒体教室多媒体教室1 11 19 9300300