《建筑光学》PPT课件

光谱光效应函数 V ： 描 述人眼对不同波长单色光的视 亮度感受性的差异。如图131。 明视觉光谱光效应函数：将 黄绿光=555nm的感觉量定 为1，其余波长光的感觉量都 小于1，如图中的实线； 暗视觉光谱光效应函数：以 的蓝绿光=510nm的感觉量 定为1，如图中虚线。
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光通量的计算公式：
F VP
三、混合材料 （旧称“定向扩散材料”）
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光的反射、吸收和透射。如图13-
13。据能量守恒，F有FFF 反
射、吸收和透射光通量与入射光通
量之比，分别称为光反射比 、
光吸收比 和光透射比 ，即
F F F F F F F F F 1
FFF
表13-1， 13-2列出 了常用建筑 材料的光反 射比和光透 射比，供采 光设计时参 考使用。
为作好采光和照明设计，还需了解光通量经介质 反射和透射后分布上的变化。
根据光通量分布变化的角度不同，反光和透光材 料均可分为两类：一类是规则的（定向的）；一 类是漫射的（扩散的）。光线经规则类材料的反 射和透射后，光分布的立体角没有变；而光线经 漫射材料的反射和透射后，入射光通量程度不同 的分散在更大立体角范围。
眩光源的尺寸也影响刺激量的大小， 尺寸大的就刺眼一些。
直射眩光：直接被眼看到，引起视觉
功能损失的眩光；
反射眩
光：在一些光滑表面上，也可能看到
眩光源的反射形象，同样能引起视觉
功能的损失，称反射眩光。
第3节 材料的光学性质
一、规则反射和透射 （旧称“定向反射和透射”）
二、漫反射和漫透射 （旧称“扩散反射和透射）
dS 当光通量 F 均匀分布在被照面 S上时，则此时 被照面的照度为：E F
S
单位：勒克斯 ( l x ) 1 lm
1 lx 1 m2
四、亮度：
物体在视线方向上的发光强度越大，投影面积越小，就 感到它越亮，即亮度越大。
亮度单位：熙提sb， 太阳亮度20万sb，蓝天0.2~2.0sb，白炽灯灯丝亮度
一、规则反射和透射
aa
规则反射（旧称“定向反射”）：光照射
到表面很光滑的不透 明材料上，出现规则
a
反射。人眼通过对 光的感受由大脑中产生
的感觉。特点：（如图） 入射角等于反射
角；
入射光线，反射光线以及反射表面的法
线处于同一平面。 利用这种特点将光滑表面放在合适 位置，可将光线反射到所需位置， 或避免光源在视线中出现。
视野范围 ： 单眼视野在垂直方向的角度
约 130 0，水平方向约 180 0； 双眼视野较小一些，约占总视野中的 120 0 范围。 视线周围 10 50 内物体能在视网膜中心成像，清晰度
最高，这部分叫“中心视野”； 目标偏离中心视野以外观看时，叫“周围视野”；视
线周围 30 0 视觉环境的清晰度也较好。
波长为 的辐射通量
若为多色光，则光通量为各单色光的总和。即：
F F 1 F 2 ( V P )
单位换算：
1光瓦等于辐射通量为1W，波长 55n5m 的黄绿光所产
生的光感觉量。
光瓦单位太大，常用另一较小单位流明（ lm ）。
1光瓦 68l3m
二、发光强度：
发光强度：指光源所发出的光通量在空 间的分布密度。
四、视力
视力：指任凭借 视觉器官辨认
目标或细节的敏锐程度。
在数量上，视觉敏锐度等于刚
能分辨的视角的倒数，即
1 V 视角 ：物体大m小in （或其中某细节的大小）对眼睛形成
的张角。如图13-9。
式
arc较tg小1 d时的近似式
l
通常用“分”表示视角大小：
视角计算
d l
18060dl 344dl0
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22
规则透射（旧称“定向透射”）： 光照射到透明材料上，出现规则透 射。 若透明材料两表面彼此平行，则透 过光线的方向和入射方向保持不变， 只在材料内产生微小的折射； 若两表面不平性，各处厚薄不均， 因折射角不同透过的光线就不平行。
眼分辨细节的能力主要是中心
视野的功能。医学上常用兰道
尔环或“ E ”型视标检验人的
视
力。如图13-10。
视觉敏锐度随背景亮度、亮度对比、细节呈现时间、眼睛 的适应状况等因素而变化。
五、眩光
眩光：指亮度过高或亮度对 比过大的 刺眼光源。
不同位置的眩光对视力影响 程度不同。 如图13-11。
二、亮度阈
亮度阈：指能够引起视觉感觉的亮度范围的上、 下限值。 物体具有一定亮度是在视网膜上成像以引起视 觉感觉的基本条件。
实验表明人眼能感觉到物体存在一个最低亮度 阈 10 9 sb ；视觉可以忍受的亮度上限约
为 100sb ，超过这一数值，视网膜就会因辐射
过强而受到损伤。
三、视野
视野：指当头和眼睛不动时 人眼能察觉到的空间范围。
不同光源发出的光通量在空间的分布往 往不同。
公式计算：当点光源在某一方向上的无
限小立体角 d 内发出的光通量为 dF
时，则该方向上的发光强度为
I dF d
如图13-2，在一半径为 r的球心 O 处
放一光源，它向球表面 ABCD 所包围
面积 S 上发出 F 的lm光通量。面积 S
在球心形成的立体角为 ：
s
则这一方向的发光强度为：I
F
cos
发光强度的单位：坎德拉（Candela），符号 cd。 立 体角的单位：球面度，符号 。sr
1 lm 1 cd
1 sr
三、照度：
照度：表示被照面上的光通量密度。
计算公式：
设被照面无限小面积 dS上所接受的光通量为 dF， 则该点处的照度为： E dF
光的性质：
可见光：波长在 380~ 760nm 之间的电磁波辐射。 不同波长的光在视觉上形成不同的颜色。 多色光：一般光源发出的光往往是由不同波长的电
磁波组成，这样的光，称为多色光。 单色光：波长单一的光，称为单色光。
第1节 基本光度单位及应用
一、光通量
光通量：是按照国际约定的人眼视觉特 性评价的辐射能通量（辐射功率）。用 F 表示，单位：光瓦，流明（ lm）。
300~500sb。
第2节 人眼的视觉特性
一、视觉
视觉：指人眼通过对光的感受由大脑中产生的感觉。 视觉的形成过程：
光源（太阳或灯）发出光辐射；
外界景物在光照射下产生颜色、明暗和形体的差异， 相当于形成二次光源；
二次光源发出不同强度、颜色的信号进入人眼瞳孔， 借助眼球调节，在视网膜上成像；
视网膜上接受的光刺激变为脉冲信号，经视神经传 给大脑，通过大脑的解释、分析、判断而产生视觉。