顏色科學 課件 01 光度學基礎

第一章光度學基礎學習目標掌握光的概念、波長范圍；掌握光度學的基本概念及其相互關系；了解光度學基本定律。第一節(jié)光的本質

只有在光的照射下，人們才能感知物體的形態(tài)與顏色，沒有光就沒有顏色，光是人們感知色彩的必要條件，色來源與光。簡言之，光是色的源泉，色是光的表現?？梢姽猓翰ㄩL380nm到780nm（1nm＝10-9m）的電磁波。光：能對人的視覺系統(tǒng)產生明亮和顏色感覺的電磁輻射

色散現象說明：白光實際是由各種色光組成的，這些色光不是由棱鏡創(chuàng)造出來的，棱鏡僅僅是把原已經存在著的各種色光加以分解而已。單色光：波長只有一個在物質中傳播的速度隨波長的不同而不同，波長越短，偏折程度越大，波長越長，偏折程度越小。光色波長(nm)代表性波長(nm)紅780～622700橙622～597620黃597～577580綠577～492546青492～470480藍470～455460紫455～380420復色光：由多種單色光混合而成的光第二節(jié)光度量1、光度量的定義及其單位光度學光能量光通量發(fā)光強度光通量密度亮度1.1光度學光度學（Photometry）定量地測定光的明亮程度的科學光度量（photometricquantity）由光度學得到的規(guī)格化的明亮度量都是用對應的輻射量乘以光視效能得到光度量是由視覺心理來評價物理量時得到的量，稱為心理物理量（psychophysicalquantity）1.2光能量(luminousenergy)Q光通量與照射時間的乘積，單位流明秒(lumensecond)，符號lm·s1.3光通量(luminousflux)Φ

由光源向各個方向射出的光功率，也即每一單位時間射出的光能量，以Φ表示，單位為流明(lumen)，符號lm。

光通量是用光視效能評價輻通量得到的量，即能夠被人眼視覺系統(tǒng)所感受到的那部分輻射功率的大小的量度一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。常見電光源的發(fā)光效率，是指1W的電功率能轉化成多少光通量。常見光源的大致效率（流明/瓦）

白熾燈，15日光燈，50鈉燈，1201.3發(fā)光強度I光強度(luminousintensity)是光源在指定方向單位立體角內包含的光通量，以I表示，單位為坎德拉(candela，簡稱cd)。1坎德拉表示在單位立體角內輻射出1流明的光通量。立體角Ω(sr)光通量Φ(lm)立體角Ω：單位球面度(steradian)，符號sr，規(guī)定在半徑r的球面上面積為r2的面元對球心的張角為1sr。因為球面的面積為4πr2，所以整個球面的立體角為4πsr。光源總的光通量為：如果光源的I(φ,θ)在各個方向上相同，則：

常見光源發(fā)光強度（cd）：太陽，2.8×1027高亮手電，10000實際光源或燈具各方向的發(fā)光強度不同。為了描述其發(fā)光的空間分布特性，需要用發(fā)光強度分布曲線（又叫配光曲線）來表示。它是照明計算和設計的一個重要依據。鎢絲燈發(fā)光強度曲線3000瓦超高壓短弧氙燈發(fā)光強度曲線1.5光通量（面）密度光通量（面）密度(luminousflux[surface]density)：光源面上一點處單位面積上的光通量為該光源在這點處的光通量密度。照度光出射度照度照度(illuminance)：在接收面上的一點處的光照度等于照射在包括該點在內的一個面元上的光通量dΦ與該面元的面積dS之比，即單位勒克斯(lux)，符號lx。當1lm的光通量均勻地照射在1m2的面積上時，這個面上的照度就是1lx，即1lx=1lm/m2陽光直射（正午）下：110,000陰天室外：1000商場內：500普通房間燈光下：100滿月照射下：0.2燭光（20cm遠處）：10～15距60W臺燈60cm桌面：300；黃昏室內：10夜間路燈：0.1常見照度：無月夜空光在地面上產生的光照度3×10-4接近天頂的滿月在地面產生的照度0.2工作場所必須的照度20~100晴朗的夏日在采光良好時的室內照度100~500夏天太陽不能直接照到的露天地面照度1000~10000正午露天地面的照度100000一些實際情況下的光照度的近似值（lx）光出射度光出射度(luminousexitance)M：離開光源表面一點處的面元的光通量dΦ與該面元的面積dS之比，即單位流明每平方米(lm/m2)。光出射度在數值上等于單位面積光源所發(fā)射出的光通量。照度E和光出射度M的表達式完全相同，但含義不同。E描述的是光接受面的光度特性M描述面光源向外發(fā)出光輻射的特性1.6亮度(luminance)L亮度描述了光源在單位面積上的發(fā)光強度，單位是坎德拉每平方米(cd/m2)光能量Q光能量Φ發(fā)光強度I亮度L光出射度M/照度E除以時間t除以立體角Ω除以面積S除以面積S一些實際光源的光亮度近似值（cd/m2)在地球大氣層外看到的太陽190×107在地面上看到的太陽150×107普通碳弧的噴火口15×107超高壓球型水銀燈120×107鎢絲白熾燈500~1500×104乙炔焰8×104煤油燈焰1.5×104距太陽為75°角的明朗天空0.15×104陽光照明的潔凈雪面4×104地球上所看到的滿月表面0