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照明光学基础知识中山市新宇科光电科技有限公司制作：祁道军光学基础知识光的基本概念光的常用术语常用光源光的基本概念发光波长及其光谱特性颜色和波长各种颜色光谱分布光的电磁辐射谱光基本概念定义1.光在介质中传播2.是能量的一种形态3.是电磁波的一种（与无线电波和视频波相同）4.是整个电磁波谱中极小范围的一部分5.当光进入人眼时将产生视觉感受，人们这才感受到多彩的世界6.光的强弱是一种感觉现象;它取决于人眼的灵敏度和它本身的特性光的基本概念能够引起人眼视觉部分380nm-780nm光的电磁辐射谱Royal Blue宝蓝或品蓝色 Blue蓝色cn青色，蓝绿色，青绿色，深蓝色 Grn绿色Amber琥珀色 red-orage红橙色 各种颜色光谱分布光的颜色是否可以看见是由它的波长决定，光的波长是以纳米（nm）为单位以下是光的颜色和它的波长：中红外线红光：460nm -160nm -不可见光低红外线红光：130 -870 - 850nm -810nm -几乎不可见光近红外线光:（780~740n）红色光：630nm -620m -橙红橙色605 -琥珀色光绿色：52nm -纯绿色蓝色470 -460nm-鲜亮蓝色； 450nm -纯蓝色；UV-A型紫外线光：370nm -几乎是不可见光，受木质玻璃滤光时显现出一个暗深紫色。

光的颜色和波长常见七种光色与波长对照表几种常用光源的光谱能量分布图日光光谱能量分布图三基色荧光灯光谱能量分布图真彩荧光灯光谱能量分布图白光 LED光谱能量分布图日光光谱能量分布图三基色荧光灯光谱能量分布图1.峰值波长：无论什么材料制成的LED，都有一个相对光强度最强处（光输出最大），与之相对应有一个波长，此波长叫峰值波长，用λP 表示只有单色光才有λP波长2.谱线宽度：在LED谱线的峰值两侧±△λ处，存在两个光强等于峰值（最大光强度）一半的点，此两点分别对应λp-△λ，p+△λ之间宽度叫谱线宽度，也称半功率宽度或半高宽度3.主波长：有的LED发光不单是单一色，即不仅有一个峰值波长；甚至有多个峰值，并非单色光为此由LED发出主要单色光的波长单色性越好，则λp也就是主波长如GaP材料可发出多个峰值波长，而主波长只有一个，它会随着LED长期工作，结温升高而主波长偏向长波发光波长及其光谱特性光的常用术语光的15个常用术语CIE色度图光的三原色照明的三大要素影响照明质量的要素影响照明质量的要素亮度分布眩光控制照度水平背景造型光线方向色温光色显色性能照明系统质量要素照明的三大要素照明源 被照物人眼电源光源灯具控制器吸收反射透射光泽度生理效应视见函数大脑心理效应光洁度能源管理光谱特性生物效应1. 公元1931年及1964年国际照明委员会(CIE)决定色彩表示法为:利用光的三原色:红(R)/绿(G)/蓝(B)之混合比率表示法来表示光源色或物体色之色相。

2.三基色：红、绿、蓝（稀土元素在紫外线照射下呈现的三种颜色）3.RGB系统之混合比率为:1:46:06R、 G、 B 图光的三原色国际照明委员会(简称CIE)的色度图发展于1931年，是以科学化方法标示颜色的规范之一它表明了某一光源的颜色或在给定照明情况下物体表面所反射的光的颜色黑体轨迹线黑体的色温值分布于CIE色三角形并形成一条曲线，即黑体轨迹线，也被称作普朗克轨迹任何具有光谱能量分布的类似黑体的光源都会在普朗克轨迹上找到它对应的色温CIE色度图1、 光通量 符号（Ф) 定义: 光源在单位时间内所发出可见光之能量总和，亦称光束（∮) 单位: 流明（lm：lumen) 2、 照度(光照度) (lumination) 符号（E）定义:被照体单位面积上所受的光通量单位:勒克斯(LUX)=流明/平方米1lm的光通量均匀分布在1㎡ 的平面上所产生的明亮度，其照度值为1lx照度：照度是用来测量亮度的单位光通量，照度照度值 LUX 场 所1 0 0 0 -1 5 0 0 前厅 /结帐柜台 /局部陈列 /重点陈列5 0 0 -8 0 0 书房 /模型 /厨房 /镜子 /餐桌 /会议室 /办公室 /店面2 0 0 -3 0 0 餐厅 /卧室 /娱乐室 /客厅 /装饰柜 /出入口 /休息室 /大厅1 0 0 -2 0 0 走道 /浴室 /阳台 /储藏室 /酒廊 /停车场 /楼梯间各种场所的照度值要求序号照度范围（LX） 应用场所120-3-50 室外活动场所及工作场所。

如走廊、贮藏室、楼梯间、浴室、咖啡厅、站前广告等等230-10-150流通场所，短途旅程的方向定位如电梯前室、客房服务室、酒吧柜台、室内菜场营业厅、值班室、邮电、游艺厅、剧场、进站大厅、问询处、诊室、商场领道区等等310-150-20非连续使用的工作场所办公室、接待室、客房写字台、商店货架、柜台、小卖部、厨房、售票房、排演厅、检票处、手术室、放射室、广播室、总机室、电教室、保龄球、理发室等等420-30-50简单视觉要求的作业场所如阅览室、设计室、打字室、橱窗、陈列室、美容、烹调、体育运动的训练场、玻璃石器金属品的展览厅、保龄球、排球、羽毛球、武术等的比赛场所等等530-50-70中等视觉要求的作业场所体操网球篮球比赛场、游泳跳水比赛场、绘图室、印刷机房、木材机械加工、一般精细作业、粗加工、机床区、电修车间等等650-750-10较强视觉要求的作业乒乓球、围棋、象棋、等比赛场、金属加工厂、机电装配车间的小件装配、精密电修车间、打字室、抛光车间等等7750-10-150较难视觉作业要求的场所810-150-20特殊视觉要求的作业场所920以上进行很精密的视觉作业推荐照度范围平均照度(Eav)= 单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维 护系数(K)÷地板面积(长×宽) 假设：有一普通家庭厨房面积（长4米，宽4米，高3米）；桌面高为0。

8 米；墙壁和天花均为白色，桌面照度要求达到80Lux，灯具为E27 3U型离顶旋吊1米安装，那么要用多少瓦数才能满足标准照度？计算步骤•室内指数＝（长×宽）÷【（高－灯离屋顶距离－桌面高）×（长+宽）】＝（4×）÷【（3－108）×（4＋）】＝167•室内反射系数＝由照明计算表一预估天花70％、墙壁50％、台面10％•利用系数由表二对比出049•维护系数预估为60％•80Lux＝（？流明×1盏）×利用系数049×维护系数（06）÷面积（ 16㎡） ＝18W（5流/W18=1流明）照度值的计算示例 在我们应用中要知道如何计算灯具的使用才能正确引导消费，必须掌握以下内容: 公式:平均照度=(流明lm÷面积m2)×利用系数×维护系数 或＝灯具流明数（光通量）灯具数量×灯具效率/面积何为利用系数=(室内指数﹠室内放射系数﹠灯具利用系数表)所计算与评估及比对出来的值照明计算公式3、 光强 符号(I)光源在某一特定方向的单位立体角内发射的光通量称为光源在该方向的发光强度，简称光强光的强度，可见光在某一特定方向角内所放射的强度单位是坎德拉cd4、 亮度(符号B)、(光亮度)B:光源每单位面积(S)所发出之光通量(∮)光束发散度(M):被照体单位受照面积(A)，所反射出之光通量(∮)代号M:LuminousEmitance 或Brightnes单位:(labert)1郎伯=1流明/1平方厘米光强，亮度眼睛灯具物体表面光强照度亮度光通量光通量，光强，照度，亮度之间的关系5、 辉度(luminace)：辉度是用来测量眩光的单位，光源体在某一方向上，每单位投影面积(S)，所发出的光度(I)单位:尼特(nit)=烛光/平方米(1nt=1cd/㎡ )辉度是用来评估光源或发光点（体）之光亮的刺眼程度。

亮度高的光源产生的辉度也越高，眼睛感觉越刺眼辉度6、 眩光：由于视野中的亮度分布、亮度范围的不适宜或存在极端的亮度对比，以致引起不舒适感觉或降低观察目标细部能力的视觉现象，统称眩光眩光（刺眼）分为以下几种:a失态眩光：由灯泡，灯具和窗外等高辉度光源或反射率的表面反射引起，能损害眼睛观察能力b不舒适眩光：引起眼睛的不舒适感，并随时间的推移而加重不舒适感c对比眩光：观看物与其背景的亮度对比大而引起d直接眩光：由于光源或灯具对眼睛的照射而产生e光幕眩光：由轻度光滑的表面引起，在视线中形成光幕f斜照眩光：观看物体时近旁有较高辉度的光源时产生g反射眩光：由高反射率的表面反射引起h顺应眩光：由黑暗之处突然来到光明之处，人眼未来的及调整适应i过度眩光：直接投射到人眼的光通量太大时产生 微 弱 眩光 45° 眼 睛 60° 极 强 烈眩 光 0° 中 等 眩光 27° 强 烈 眩光 14° 眩光7、色温当光源所发出的光颜色与“黑体”在某一温度下辐射的颜色相同时，“黑体”的温度就称为该光源的色温色温以绝对温度K来表示:开氏温度为摄氏温度加上273黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成分则越多，而红色的成分则越少。

色温值越高，表示冷感越强，色温越低暖感越强，越柔和色温8、光色实际上就是色温大致分为三大类：暖色50K，由于光线中光谱组成有差别，因此即使光色相同，光的显色性也可能不同通常大部分光源设计集中在270K~430K及580K~670K两个色温位置例如：白炽灯的光色是暖色，其色温表示为270K， 日光色荧光灯的色温表示方法则是60K光色名称 说明暖色光暖色光的色温在30K以下暖色光红光成分较多，能给人温暖、健康、舒适的感觉适用于家庭、住宅、宿舍、宾馆等场所或温度较低的地方冷白色光又叫中性色色温在30K~530K之间中性色由于光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所冷色光又叫日光色色温在530K以上光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所光色的应用色温 光色 气氛效果 常用字母 应用场所>5 7 0 0 K 清凉带蓝 的白色 冷的气氛 D 高照度场所，或白天需补充自 然光的房间诊所、仪表装配3 5 0 0 -5 7 0 0 K 中 间 (白 )爽快的气氛 N办公室、阅览室、教室<3 5 0 0 K 温 暖 (带红的白色 )稳重的气氛 R 卧室、客房、病房、酒吧、餐 厅色温的视觉感受自 然 光 自 然 光 100K早晨的阳光偏蓝的光60K中午的阳光50K下午的阳光20K黄昏的阳光偏红的光自然光色温的视觉感受不同色温的应用场所9、显色性(亦称显色指数)光源对物体颜色呈现的程度称为显色性。

符号: Ra)也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对颜色的再现较好，我们所看到的颜色也就较接近的自然原色，显色性低的光源对颜色的再现较差，我们所看到的颜色偏差也较大在光源照射下色彩的再现度的数值表示以Ra10为基准光，数值越低，与基准光差异越大白炽灯泡和卤钨灯泡的显色指数被定义为10卤粉荧光灯的显色指数一般为50-7而三基色荧光灯能达到80以上Ra＞75 Ra＞95显色性显色指数分组平均显色评价数值Ra适用范围举例Ⅰ Ra＞90 色检查、临床检查、美术馆Ⅱ90＞ Ra ≥80住宅、饭店、商店、医院、学校，精密加工写字楼，印刷厂纺织厂等Ⅲ80＞ Ra ≥60 一般作业场所Ⅳ60＞ Ra ≥40 粗加工工厂Ⅴ40 Ra ≥20贮藏室等变色要求不高的场所显色指数分类光源效率（lm/w）=流明（lm）耗电量（w）10、光源效率就是每一瓦电力所发出的光量，其数值越高表示光源的效率愈高，所以对于使用时间较长的场所，如。