3_第四章 光源及其颜色特性
第四章光现象复习课件(共80张PPT)八年级上册
考点三 平面镜成像
1.原理：光的① _反__射___. 2.特点：（1）平面镜所成像的大小与物体的大小② _相__等___； （2）像和物体到平面镜的距离③ _相__等___； （3）像和物体的连线与镜面④ _垂__直___； （4）平面镜成⑤ __虚__像__. 也可表述为：平面镜所成的像与物体关于镜面⑥ _对__称___. 3.举例：穿衣镜、潜望镜
第16题图
16. 如答图所示
S·
S'· 第16题答图1 【解析】 第一种作法：先将两条反射光线反向延长交于一点 S′，再通过平面镜作出S′的对称点S，即为发光点的位置，并 连接S与两个反射点画出入射光线，如答图1所示：
S'·
第16题答图2 【解析】第二种作法：分别过反射点垂直镜面作出法线，画出 两条入射光线，两条入射光线的交点S即为发光点的位置，如答 图2所示：
5. 如图是探究平面镜成像特点的实验装置图．
(1)实验室提供了厚薄不同的两块玻璃板， 你应选择___薄___(选填“厚”或“薄”) 玻璃板进行实验；
第5题图
【解析】 (1)因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面，会出现 两个像，会影响实验的效果，所以应选用薄玻璃板．
(2)在竖立的玻璃板前点燃蜡烛A，拿未点燃的蜡烛B竖立在 玻璃板后面移动，人眼一直在玻璃板的__前__侧__(选填“前侧” 或“后侧”)观察，直至蜡烛B与蜡烛A的像完全重合，这种 确定像与物大小关系的方法是等__效__替__代__法__(选填“控制变量法” 或“等效替代法”)；
命题点2 平面镜成像特点及应用（含实验）
1. 人站在竖直放置的穿衣镜前4 m处，若人向镜移动1 m，则此
过程中像的大小变化及移动后人离像的距离为
( )C A. 变大 6 m C. 不变 6 m
光源的色彩与色温
目录:
一.光的基本知识
1.1光的本质 1.2色温 1.3显色性 1.4光谱
二.色温的选择因素
荧光灯光谱
各波段光谱都具备 500nm到700nm波段较丰富 所以： 显色性RA:85 色温为3300K左右暖白色
2.1核心目的 2.2影响因素 2.3色温选择 2.4暖白光 2.5冷白色 2.6日光色
三.推荐
目录:
一.光的基本知识
1.1光的本质 1.2色温 1.3显色性 1.4光谱
二.色温的选择因素
2.1核心目的 2.2影响因素 2.3色温选择 2.4暖白光 2.5冷白色 2.6日光色
三.推荐
目录:
一.光的基本知识
1.1光的本质 1.2色温 1.3显色性 1.4光谱
二.色温的选择因素
2.1核心目的 2.2影响因素 2.3色温选择 2.4暖白光 2.5冷白色 2.6日光色
通过以上日光同各种不同光源的光谱比较可看出,光谱决定 了光源的色温和显色性. 好 各波段光谱连续且丰富. 部分波段光波缺失或较少
显色性
差
2.4暖白光 2.5冷白色 2.6日光色
色温
某波段光谱光波量较多则色温就偏向该色
三.推荐
目录:
3000K
一.光的基本知识
1.1光的本质 1.2色温 1.3显色性 1.4光谱
色 温（K）
6500～7000K
5400K
2000～3000K
阴天
晴朗的北方天 空
7000～10000K
10000K以上
日出后日落前1 小时
3400K
晴朗的南方天 空
7500K左右
3)人工光的色温
光源 色 温（K） 1700K 1850K 光源 色 温（K） 3200K左右 5500K
四光源及其颜色特性
S（ l ） 1 S（ l ） 1
0.5
0.5
0.5
0 300
400
500
600
700
(nm)
0 300
400
500
600
700
(nm)
0 300
400
500
600
700
(nm)
4.2.2 绝对黑体的辐射 一、绝对黑体
1. 绝对黑体 绝对黑体是指在辐射作用下既不反射也不透 射，而能把落在它上面的辐射全部吸收的物 体。 在任何温度下，全部吸收任意波长的辐射能的 物体，称为绝对黑体，简称黑体(Black Body)。 吸收本领大的物体，发射本领也必然大；吸收 本领差的物体，发射本领也必然差。显然，绝 对黑体的吸收本领是所有物体中最大的。 物体加热到高温时便产生辐射。
4.1.2
光度学有关物理量
３．面发光度 对于一定面积的发光体，它的几何尺寸与光源 到被照面距离相比。 小面积dS，在单位面积内所发出的光通量为面 发光度，符号为M。 面发光度的单位为勒克斯（lx）或lm/m2。 面发光度的数学表达式为 M
Φ S
dΦ = dΩ
如果发光表面各点均匀发光，则：
M =
4.1.2
ΦV (λ ) = 683∫ V (λ )Φe(λ ) λ d
400
700
对于暗视觉，按照CIE暗视觉光谱光视效率V′（λ）来评价辐射通量Φe （λ），在整个可见光谱区间可计算
ΦV (λ ) = 1755
∫
700
400
V ' ( λ ) Φ e ( λ ) dλ
555nm,1W,V=1,φ=683lm; 600nm,1W,V=0.631, φ=430.97lm； 650nm,1W,V=0.107, φ=73.08lm; 700nm,1W,V=0.0041, φ=2.8 若要得到相同的φ，后者的Φe(λ)须是555nm的1.58倍,9.35倍和 243.9倍
最新人教版八年级物理上册 第四章 光现象 知识点重点难点汇总及配套习题.
第四章 光现象4.1光的直线传播 (1)4.2光的反射 (11)4.3平面镜成像 (23)4.4 光的折射 (40)4.5光的色散 (55)4.1光的直线传播知识点提炼知识点一：光源光源：能够发光的物体叫做光源。
光源可分为天然光源（太阳、水母、萤火虫等）和人造光源（灯泡、火把、点燃的蜡烛）。
知识点二：光的直线传播1.光在同种均匀介质中沿直线传播；2.光线：常用一条带有箭头直线表示光的传播径迹和方向。
3.光沿直线传播的应用：小孔成像、影子的形成、日食、月食、射击瞄准等。
知识点三：光的传播速度：1.真空中光速是宇宙中最快的速度；在计算中，真空或空气中光速c=3×108m/s ＝3×105km/s ；2.光在水中的速度约为43c ，光在玻璃中的速度约为32c ； 3.光年：是光在一年中传播的距离。
光年是长度单位。
重点难点解析一、光的直线传播规律是重点1.光在同种均匀介质中沿直线传播；2.光线：常用一条带有箭头直线表示光的传播径迹和方向。
3.光沿直线传播的应用：小孔成像、影子的形成、日食、月食、射击瞄准等。
二、重点记忆真空中的光速1.真空中的光速约为3×108 m/s。
2.光可以在真空中传播。
3.光的传播速度跟介质的种类有关，光在真空中速度最大，在气体、液体、固体中都可以传播。
4天文学中，光在一年内传播的距离叫光年，所以光年是长度的单位。
对点例题解析知识点一：光源【例题1】（2020齐齐哈尔模拟）能够_____的物体叫做光源．现有①星星、②月亮、③太阳、④钻石、⑤电灯、⑥电视屏幕、⑦无影灯、⑧萤火虫、⑨灯笼鱼、⑩交通路牌．将所举例子中的光源进行分类，其中属于天然光源的有_______，分类依据是______；属于人造光源的有_______，分类依据是________。
【答案】发光，③⑧⑨，自然界中存在的光源，⑤⑥⑦，人为制造的。
【解析】能够发光的物体叫光源。
光源可分为天然光源和人造光源。
《光源的色度学》幻灯片
色温用绝对温度表示，单位是K。
一、标准照明体 为了统一颜色测量的标准，CIE推荐四种标准照明体A、
B、C、D。 标准照明体是指特定的光谱功率分布。这一光谱功率
分布不是必须由一个光源直接提供，也不一定能用光源 来实现。
CIE标准照明体A、B、C由标准光源A、B、C来实现， 则两者的相对光谱功率分布应接近一致。标准照明体D, 目前还不能由真实的光源准确地实现,国际上正在研究具 有标准照明体D相对光谱功率分布的标准光源。
《光源的色度学》幻灯片
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第一节 光源的色温
一、绝对黑体
不同的光源有着不同的光谱能量分布，同时不同的光谱能 量分布又决定着光源有不同的颜色。光源的颜色特性取决于 发出的光线中不同波长的相对能量的比例。光源的光谱分布 既是它本身光色的的决定因素，又是影响物体呈色的重要因 素之一。
有了色温的概念，对于表达光源的光色提供了一个 有效的方法。但是仅靠色温并不能完全准确地表达所有 光源的光色。一般来说，当光源的加热情况与黑体的加 热情况相似时，光源的光色变化是根本符合黑体轨迹的。 比方白炽灯这一热辐射式的光源，当灯的钨丝通过电流 加热时，近似黑体的加热情况，所以色温对白炽灯光源 的表达恰如其分。但是有很多光源，其色度不一定能与 黑体加热时的色度完全一样，因此只能用与之最接近的 黑体的温度的色温来确定光源的色温。通过这种方法确 定的色温称之为相关色温。
光源的色温和显色性
光源的色温和显色性作为光源，除了要求光效高之外，还要求它发出的光具有良好的颜色。
光源的颜色有两方面的意思：色表和显色性。
人眼直接观察光源时所看到的颜色，称为光源的色表。
显色性是指光源的光照射到物体所产生的客观效果。
如果各色物体受照的效果和标准光源（黑体或重组日光）照射时一样，则认为该光源的显色性好（显色指数高）；反之，如果物体在受照后颜色失真，则该光源的显色性就差（显色指数低）。
显色性也称演色性或传色性。
下面举例说明色表和显色性的意义。
以前街道上的路灯采用高压汞灯，现在已采用高压钠灯等气体放电光源。
如果从远处看高压汞灯，一定觉得它发出的光既亮且白。
但是，当看到被它照射的人的面孔时一定不满意，看起来好像在脸上抹了一层青灰。
这说明高压汞灯的色表并不差，但显色性不好。
钨丝灯恰恰与之相反，它的光看上去虽然偏红、偏黄，但是受照物体的颜色却很少失真。
也就是说，钨丝灯的色表不很好，但显色性很好。
再看看低压钠灯的情况，低压钠灯的光色非常黄，如果将一块蓝布放在低压钠灯下面，布就变成黑色，这说明低压钠灯的色表和显色性都不好，而氙灯的色表和显色性都很好。
从上面4个例子可以看出，有些光源的色表和显色性都不好（低压钠灯），有些都很好（氙灯），有些色表好但显色性不好（高压汞灯），有些色表不好但显色性好（钨丝灯）。
光源的色表和显色性既有区别，又有联系。
蓝色的布为什么到了低压钠灯下面就变黑了呢？要弄清这个问题，首先要对日光做一番分析。
原来日光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等多种颜色的光按照一定的比例混合而成的。
日光照到某一种颜色的物体（指非透明体）上，物体将其他颜色的光吸收，而将这种颜色的光反射出来。
比如，蓝布受日光照射后，将蓝光反射出来，而将另外的光吸收，因此在人眼里看到的这块布就是蓝色的。
正是由于日光本身包含了各种色光，再加上各种物体对不同色光的反射（在有些情况下是散射或透射）性能不一样。
大自然才在日光的照射下显得五彩缤纷。
光源光学知识点总结大全
光源光学知识点总结大全光源光学是研究光的发散、汇聚和转换的一门学科，其研究内容包括光源的特性、光的传播和成像原理等。
在现代科学技术中，光源光学的应用十分广泛，如光学仪器、光通信、图像处理等领域都离不开光源光学的理论和技术支持。
本文将对光源光学的基本知识点进行总结，希望能够为读者提供一些参考和帮助。
一、光源的特性1. 光源的发散特性光源的发散特性是指光源发出的光线在空间中的扩散程度。
通常来说，光源发散角越大，光线扩散越广，空间中光强度分布越均匀。
发散角的大小与光源距离和光源本身的特性有关，对于各种类型的光源来说，其发散特性都有所不同。
2. 光源的颜色特性光源的颜色特性是指光源发出的光线的颜色。
根据光源发出的光线波长不同，可以将光源分为白光、可见光和不可见光。
而且在可见光中，不同颜色的光线波长也有所不同，包括红光、橙光、黄光、绿光、蓝光、靛光和紫光等。
3. 光源的亮度特性光源的亮度特性是指光源发出的光线的强度。
光源的亮度与电流、电压和功率等因素有关，不同类型的光源亮度也有所不同。
在光源亮度的测量中，通常使用照度计或光度计等仪器进行测量。
4. 光源的光谱特性光源的光谱特性是指光源发出的光线的波长分布。
通过光谱仪等仪器进行测量，可以得到光源发出的光线的波长范围和光线强度分布。
对于不同类型的光源来说，其光谱特性也有所不同。
5. 光源的能耗特性光源的能耗特性是指光源在发光过程中消耗的能量。
对于一个光源来说，其能耗与光效、功率因数等因素有关，而不同类型的光源在能耗特性上也存在差异。
在实际应用中，光源的能耗特性是进行能耗评价和节能设计的重要考虑因素。
二、光的传播特性1. 光的折射和反射光的折射是指光线从一种介质中进入另一种介质时，由于介质的密度和折射率不同而产生的偏折现象。
而光的反射是指光线与介质表面发生碰撞后，部分光线从表面反射出去的现象。
在光源光学中，折射和反射是光传播和成像的基本原理之一。
2. 光的散射和吸收光的散射是指入射光线在介质中发生多次反射后呈现出的扩散现象，而光的吸收是指入射光线在介质中被部分吸收的现象。
光源的种类及其特点
第三章 动画场景色彩及光的运用
第四节 光源的种类及其特点
一、光源的基本特性 所有的光，无论是自然光还是人工室内光都有其特征。 （一）明暗度 明暗度表示光的强弱，会随光源能量和距离的变化而变化。明亮的光线给人一种耀眼、明快和严肃的感觉， 暗淡的光线常常表现出忧郁、宁静和含蓄的情绪。 （二）质量 光可以是从灼热的光源发出的直射光，如不受云雾遮挡的日光； 从聚光灯、摄影灯和闪光灯等发出的直射人工光； 从被照射物体表面反射的散射光，如雾天或阴天的日光，从墙壁、天花板或其他反射光的物体表面反射出来 的人工光； 在灼热的光源前加上柔光器形成的散射光。 （三）色彩 光能随着它所穿越的物质的不同而变化出多种色彩。在自然光作用下的色彩与在白炽灯光或电子闪光灯作用 下的色彩不同，而且阳光本身的色彩也会随大气条件和一天时间的变化而变化。例如《银星岛》中，同一场 景会根据一天时间的变化出现不同的色彩变化（图3-16）。
色彩的色相是色彩的最大特征，是指能够比较确切地表示某种颜色色别的名称。色彩的成分越多，色相 越不鲜明。
色相指的是不同波长的色的情况。波长最长的是红色，最短的是紫色。把红、橙、黄、绿、蓝、紫和处 在它们各自之间的红橙、黄橙、黄绿、蓝绿、蓝紫、红紫这6种中间色，共计12种色作为色相环。在色 相环上，与环中心对称的两种色被称为互补色（图3-2）。 （三）饱和度 饱和度是指色彩的鲜艳程度，也称色彩的纯度。 有彩色的各种色都具有彩度值，无彩色的色的彩度值为0。有彩色的色的彩度（纯度）的高低，是根据 这种色中含灰色的程度来计算的。彩度根据色相的不同而不同，而且即使是相同的色相，彩度也会随明 度的不同而发生变化（图3-3）。
图3-21为一个场景中的主 光布置。主光放在哪里， 基本取决于想要追求的效 果，通常情况下是把光源 放在与被摄体呈45度角的 位置；辅光的布置则取决 于画面想要的效果，不同 强度的辅光能营造出不同 的画面效果。
素描光源知识点总结大全
素描光源知识点总结大全一、光源的分类1.1 自然光源和人造光源自然光源是指天然存在的光源，如太阳、月亮、星星等。
人造光源是通过人工制造的光源，如电灯、荧光灯、LED灯等。
1.2 光源的发光原理根据发光原理的不同，光源可以分为发光二极管（LED）、发光电致发光、燃烧发光（如蜡烛、火把）等不同类型。
1.3 光源的颜色根据发光颜色的不同，光源可以分为白光源、暖白光源、冷白光源等不同类型。
1.4 光源的功率和亮度根据功率和亮度的不同，光源可以分为强光源、弱光源等不同类型。
1.5 光源的形状根据形状的不同，光源可以分为点光源、面光源、线光源等不同类型。
二、光源的特性2.1 光源的色温色温是用来描述光源发出的光线的颜色的物理量，单位为开尔文（K）。
色温越高，光线越接近蓝光，色温越低，光线越接近黄光。
常见的色温包括 2700K、3000K、4000K、5000K、6500K 等。
2.2 光源的色彩指数色彩指数是指光源照射到物体表面后，物体本身的颜色和外观与在自然光下的颜色和外观的相似程度。
色彩指数越高，照明效果越好。
2.3 光源的寿命光源的寿命是指光源发出光线的持续时间，通常用小时（h）作为时间单位。
LED 光源的寿命普遍较长，可以达到数万小时以上，而传统光源的寿命较短。
2.4 光源的节能性能光源的节能性能是指光源在发光过程中能量利用效率的高低。
LED 光源的节能性能较高，能够大幅减少能耗。
2.5 光源的环保性能光源的环保性能是指光源在使用和废弃过程中对环境的影响。
LED 光源的环保性能较好，因为 LED 光源不含汞等有害物质。
2.6 光源的抗干扰性能光源的抗干扰性能是指光源在受到外部干扰（如电磁干扰、温度干扰等）时的稳定性能。
LED 光源的抗干扰性能较好，能够适应各种复杂环境。
2.7 光源的光束角光束角是指光源产生光束的发散角度。
不同类型的光源产生的光束角不同，包括聚光角、泛光角等。
三、常见光源的应用3.1 白炽灯白炽灯是一种使用白炽电丝发光的光源。
光源的色温与演色性(共27张PPT)
具有高光效（75lm/w以上）、高显色 性（显色指数80以上），长寿命的新 型气体放电光源，是金属卤化物灯的一 种，它利用充入的碘化镝、碘化亚铊、 汞等物质发出其特有的密集型光谱，该 光谱十分接近于太阳光谱，从而使灯的 发光效率及显色性大为提高。
第十六页，共27页。
色温与光源的关系
第四页，共27页。
色温：在黑体（既不反射也不透射，
能吸收落在其上面的辐射的绝对黑体） 辐射时，以其绝对零度（-273℃ ）为 起点，逐渐加热到一定温度时，黑体便 会呈现出有颜色的可见光。如果光源所 发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐 射的光的颜色相同，黑体此时的温度就 成为该光源的颜色温度，简称为色温。
碘钨灯：里面冲入碘蒸气，具有亮度高，
寿命长的特点。普通碘钨灯常作为电影摄 影、舞台、工厂、建筑物、广场等照明光 源
第十四页，共27页。
闪光灯：能是在很短时间内发出很
强的光线，是照相感光的摄影配件。 多用于光线较暗的场合瞬间照明，也 用于光线较亮的场合给被拍摄对象局 部补光。外形小巧，使用安全，携带 方便，性能稳定。
第二十六页，共27页。
第二十七页，共27页。
三基色荧光灯：由蓝、绿、红谱带区
域发光的三种稀土荧光粉制成的荧光灯 三基色节能型荧光灯是一种预热式阴极 气体放电灯，分直管形、单U型、双U型、 2D形和H形等几种。
第十五页，共27页。
氙灯：利用氙气放电而发光的电光源。由
于灯内放电物质是惰性气体氙气，其激发 电位和电离电位相差较小。灯的光、电参 数一致性好，工作状态受外界条件变化的 影响小。
图为：（从事LED照明设备等业务的 CCS,开发出了平均演色性指数达98的 实体显微镜用的白色LED照明灯）
光源的色温及显色性
光源的色温及显色性所有固体、液体和气体如果达到足够高的温度，都会发射出可见光。
白炽灯中的固体钨约在3000K时的炽热发光，这是我们最为熟悉的人造光源。
通常是随着辐射体的温度升高而提高，辐射光色从暗红，经过桔黄、发白，然后是炽兰。
这样色温也随着辐射体的温度升高而提高。
这是遵循斯蒂芬—波尔兹曼定律：绝对黑体的能量亮度与物体绝对温度的四次方成正比。
1 色温将一标准黑体加热，随着温度升高黑体的颜色开始沿着深红-浅红-橙-黄-白-蓝逐渐改变，当某光源发出的光的颜色与标准黑体处于某温度的颜色相同时，我们将黑体当时的绝对温度称为光源的色温，以绝对温度K来表示。
基本色如表所示：色温光色气氛效果大于5000K 清凉（带蓝的白色）清冷的感觉◆三基色荧光灯◆水银灯3300-5000K左右中间（接近自然光）无明显视觉心理效果◆三基色荧光灯◆金卤灯小于3300K 温暖（带桔花的白色）温暖的感觉◆白炽灯◆石英卤素灯2 显色性光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对颜色表现较好，我们所见到的颜色也就接近自然色，显色性低的光源对颜色再现较差，我们所见到的颜色偏差也较大，用显色指数（Ra）表示。
国际照明委员会CIE把太阳的显色指数定为100，各类光源的显色指数各有相同，如：高压钠灯的显色指数为Ra=23，荧光灯管显色指数Ra=60-90。
显色指数越接近100，显色性就越好。
如下图：不同显色指数下的物体所呈现出来的效果；很好较好普通Ra=100 80<Ra<90 60<Ra<80显色类别一般显色指数范围适用场所举例3 颜色显色性和照度光源的显色指数与照度一起决定环境的视觉清晰度。
研究表明，在照度和显色指数之间存在一种平衡关系。
从广泛的实验中得到的结果是：用显色指数Ra>90的灯照明办公室，就其外观的满意程度来说，要比用显色指数低的灯（Ra<60）照明的办公室，照度值可降低25%以上。
光源的色度学
4.1 光源的色温 4.1.1 光源的光谱分布
• 光源的能量辐射随波长变化的关系称为 光源的光谱功率分布 • 光源的光谱分布决定了光源的颜色性能 • 光源的光谱分布分为：
连续光谱 带状或线状光谱 混合光谱
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光源光谱分布的类型
连续光谱分布
带状光谱分布
标准照明体D：代表各种时相的日光的相对光谱功 率分布，又名典型日光或重组日光。
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几种标准照明体的光谱分布
标准照明体A
标准照明体B 标准照明体C
标准照明体D65
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Illuminant D65 Daylight
1900
20~25
BIGC liuhaoxue@
4.4 印刷的照明条件
• 观察反射样品：
光谱分布：D65 亮度：500——1500 lx 显色指数Ra>90
• 观察透射样品：
光谱分布：D50 亮度： 1500 lx 显色指数Ra>90
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第四章 光源的色度学
BIGC liuhaoxue@
本章要点
• • • • • 理解标准照明体与标准光源的概念 掌握CIE标准照明体的种类和意义 掌握光源色温的定义和意义 掌握光源显色指数的意义 理解印刷行业标准照明和观察条件
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混合光谱分布
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不 同 光 谱 分 布 光 源 的 照 明 效 果
BIGC liuhaoxue@
光谱分布是表征光源颜色特性 的最基本参数
• 一般来说，连续光谱的光源颜色特性 最好，带状或线状光谱的颜色性能最 差 • 实际应用中，光源的光谱特性使用不 方便，使用光源的发光颜色和显色性 两个参数来表示光源的颜色特性
(优)第四章光源的色度学PPT资料
来实行的 光源颜色的两方面含义：一是人眼直接看到的光源的颜色，称为光源的色表；
③ CIE规定的标准照明体D也叫典型日光或重组日光， CIE推荐用D50〔5004K）、 D55〔5503K）、 D65〔6504K）、 D75〔7504K〕 的相对光谱功率分布作为代表日光的标准照明体
第三节 光源颜色与视觉关系 二、光源的显色性
1.
三、标准照明体和标准光源 为了统一标准，CIE规定将普朗克辐射体作为低色温光源的参照标准，标准照明体D作为高色温光源的参照标准，分别用来衡量其他光
源照明下的颜色效果 标准光源B是由A光源加一组特定的戴维斯-吉伯逊液体滤光器，产生相关色温4874K的辐射，相当于中午的日光
• ﹡色温用绝对温度表示，单位是K • 3.相关色温：有些光源的色度不一定能与黑体
加热时的色度完全相同，只能用与之对接近的 黑体的温度的色温来确定光源的色温，称相关 色温
• 4.色温表达的是光源的光色，表征了光源 的光谱特征，不是光源的温度。• ﹡色温越高，光源的光色源自偏蓝；相反， 色温低的光源红色成分多。
• ①是带滤光器的高压氙灯、是目前最好的模拟 光源
• ②是带滤光器的白炽灯，在紫外区域的模拟不 十分理想
• ③是荧光灯，相对光谱功率分布与D65存在较 大的差别
• ④是带滤光的白炽灯和荧光灯的混合光源，模 拟D75的人工光源，与D75相对光谱功率分布 较为接近
第三节 光源颜色与视觉关系
• 一、光源的颜色
二1. 、光③源的显C色性IE规定的标准照明体D也叫典型日光或重组日光， CIE推荐用D50〔5004K）、 D55〔5503K）、 D65 标准光源是指被制定的能发光的物理辐射体， CIE规定用下列人造光源来实现标准照明体。
光学设计第讲传统光源特性
§2-1 白炽灯和卤钨灯
1、结构特点：
1）玻壳常采用耐高温而膨胀系数高材料（石英玻璃或硬质玻璃） 做成较小尺寸，体积比普通白炽灯小很多
2）玻壳体积小，提高了灯管机械强度。管内气压较大，进
一步抑制钨蒸发
3）为提高光效，工作温度要高于普通白炽灯。灯丝制成单螺旋或 双螺旋，且很密很细。管内设有钨丝支架圈，固定灯丝
§2-1 白炽灯和卤钨灯
3、白炽灯的分类（结构和应用） 装饰白炽灯
蜡烛灯和彩色玻璃 制作的节日灯泡
第十二页，共73页
§2-1 白炽灯和卤钨灯
3、白炽灯的分类（结构和应用）
反射型灯泡
内壁镀有反色层 ，使光束定向反 射，多用于橱窗 ，广告展览馆
第十三页，共73页
§2-1 白炽灯和卤钨灯
3、白炽灯的分类（结构和应用）
第二十六页，共73页
§2-2 荧光灯
荧光灯的能量转换示图
荧 光 灯
40W 100％
灯管电极发热34％
紫外线63％ 253.7nm,185nm最强
可见光3％
紫外线发热38％
辐传 射导对
热流
荧光粉发光25％
可
见 光
28％
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§2-2 荧光灯
1）通电后，启辉器辉光放电，加热双金属片，触点闭合，预热阴极灯丝 。金属片闭合，辉光放电停止。1-2S后，双金属片冷却收缩，触点分离。 2）镇流器产生较高自感电动势，加在灯管两端，使管内气体和汞蒸气电离，导电。
R>80;
办公室、教室、餐厅及一般商店的营业厅 60<R<80;
库房等不需特别识别色彩建筑物内
40<R<60;
室外庭院，
R<40。
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第四章 光源及其颜色特性
黑体辐射
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黑体辐射特性
随着温度上升，黑体的光谱能量分布曲线不同，但绿光 几乎不变 在色度系统中，黑体不同温度具有不同的色度坐标
第四章 光源及其颜色特性
光源的色温
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色温
色温是描述光源发出光的颜色的指标，当某一种光源的 相对光谱能量分布曲线与黑体某一温度的相对光谱能量 分布曲线一致时，该光源的光色可以用这一温度值来表 示，称为色温。 色温用绝对温度“K”表示（ T(K)=t(℃)+273 ）
E d ds s
当受到均匀照度时, E d Id I
dsCos r2 d I dsCos ICos E ds r 2 ds r2
点光源照射一面积时，表面的光照度 与点光源发光强度成正比 与光源到被照体距离平方成反比 与光源线和被照体法线所成角的余弦值成正比。
相关色温
当某一光源的色度与某一温度下的黑体的色度最接近， 可以用这个温度来表示光源的光色，称为相关色温。
第四章 光源及其颜色特性
光源的色温
Hale Waihona Puke 印刷 色彩学色温表征了光源的光谱特性，与光源温度无关，只与光源 的光谱成分有关。 色温低的光源，蓝光成分少，红光成分多；色温高的光源， 蓝光成分多，红光成分少。 相对光谱能量分布曲线是用系列数据或曲线图的形式来表 示光源的光色，而色温却是用单一性的量值来表示一种光 源的光色。
第四章 光源及其颜色特性
标准照明体D的确定和模拟
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现在正在研制3种模拟D65的人工光源： 带滤光器的高压氙弧灯，能最好模拟D65的人工光源； 带滤光器的白炽灯，在紫外区的模拟不理想； 荧光灯，相对光谱功率分布与D65的分布相差较大。
第四章 光源及其颜色特性
光源的显色性
第四章 光源及其颜色特性
黑体辐射
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黑体
如果一个物体能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐 射，那么这个物体称为绝对黑体。
黑体在某一温度下，有最大的辐射、吸收能力。 天然的、理想的绝对黑体是不存在的。
第四章 光源及其颜色特性
黑体辐射
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黑体辐射的发射本领只与温度有关。
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光源的显色性的定量评价方法
选定标准参考光源：被测光源的色温最好与标准光源一 致，否则无比较意义。低色温光源（色温<5000K)用普 朗克辐射体作参考光源；高色温光源（色温>5000K） 用标准照明体D作为参考光源。 选定试验色样：国内选定包括肤色在内的15个色样 计算在评价光源下试验色样的色度值，与标准参考光源 下的色度值比较，计算色差，确定显色指数 评价光源显色性：显色指数在75-100间为优质显色光源， 50-75为中等，50以下为差。
显示器的色温
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显示器色温反映屏幕上白色区域的色彩平衡（白 平衡），色温低屏幕色偏黄，色温高则偏蓝 LCD显示器的色温为6500K CRT显示器色温
9300K（老显示器） 7500K 6500K（新型显示器、Mac机显示器） 5000K
印前使用的显示器要求色温为6500K或5000K
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显色性的含义
光源的显色性是指与参考标准光源相比较，光源显现物 体颜色的特性。
光源的显色性是由光源的光谱能量分布所决定的。
连续光谱的光源，如日光、白炽灯光具有较好的显色性； 线状、带状的非连续光谱，或既有连续又有线状的混合 光谱的光源显色性不好，颜色失真情况严重。
第四章 光源及其颜色特性
第四章 光源及其颜色特性
光度学有关物理量
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立体角
一个任意形状的封闭锥面所包含的空间 单位立体角：以锥顶为球心，r为半径做一球，锥面在 球面上截出的面积为r2,则该立体角为一个立体角或球面 度（sr）。记为 dΩ=ds/r2, 整个球的立体角为4πr2/r2=4π
第四章 光源及其颜色特性
光度学有关物理量
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发光强度（I）
点光源在某一方向上单位立体角dω内发出的光能量 单位cd（坎德拉） 发光强度为1cd的点光源在单位立体角内发出的光通量 为1lm
I d d ds r2
又 d I
d 2 r ds
当点光源为各向同性时 I ,
第四章 光源及其颜色特性
第四章 光源及其颜色特性
光源相对光谱能量分布曲线
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光源相对光谱能量分布，记为S(λ) 每种光源都有自己的相对光谱能量分布曲线，知 道了光源的相对光谱能量分布，就知道了光源的 颜色特征 光源的颜色特性取决于发出的光线不同波长相对 能量比例，与光谱密度决对值无关，绝对值的大 小只反映光的强弱，不会引起光源颜色的变化
第四章 光源及其颜色特性
光源相对光谱能量分布曲线
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相对光谱能量分布曲线的类型
连续光谱：太阳光、白炽灯 线光谱：激光 混合光谱：荧光灯
第四章 光源及其颜色特性
白光的定义
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理论上，等量R+G+B=W，即白光的各波长色光 的辐射能量应该一致 但实际中，没有一种光源的能量分布是完全一致 的，也没有一种完全的白光。 1931年国际照明委员会（CIE）建议，以等能量 光谱作为白光的定义。 等能量的白光的意义是以辐射能作纵坐标，光谱 波长为横坐标，则它的光谱能量分布曲线是一条 平行于横轴的直线， 即S(λ)=C（常数）
第四章 光源及其颜色特性
CIE标准照明体
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CIE规定了四种标准照明体的色温标准
标准照明体A：代表完全辐射体在2856K发出的光，钨 丝灯光，其光色偏黄 标准照明体B：代表相关色温约为4874K的直射阳光， 表示中午平均直射阳光 标准照明体C：代表相关色温大约为6774K的平均日光 标准照明体D：代表标准照明体D65以外的其它日光
镝灯
碘钨灯 白炽灯
33%以下
47% 50%
33%以下
34% 34%
34%以上
19% 16%
5500-6000K
3000-3400K 2900K
第四章 光源及其颜色特性
彩色摄影对色温的要求
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彩色胶片分日光型片和灯光型片
日光型片：室外日光下拍摄，要求色温5400～5600K， 如果色温低或在室内拍摄，会使照片偏黄。 灯光型片：室内拍摄，要求色温2800～3200K，如果色 温高或在室内拍摄，会使照片偏蓝。
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第四章 光源及其颜色特性
光源
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光源是发光体，指能辐射可见光的发光体
人工光源（日光灯、白炽灯） 自然光源（太阳光）
光源的颜色特性
色表
人眼直接观察光源所看到的光源颜色，即光源发出的光的颜色
显色性
光源发出的光照到物体上后，反（透）射光显现物体颜色的能 力
第四章 光源及其颜色特性
光源的色温
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阳光的色温
日落前后：2000-4500K， 中午餐 ：5000-7000K， 晚上：2800K以下（火焰）
第四章 光源及其颜色特性
光源的色温
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不同光源的光谱组成及色温
R 33% G 34% B 33% 色温 5400K
光源种类 中午阳光
光度学有关物理量
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面发光度（L）
面光源上微小面积ds在单位面积内发出的光通量 单位lx(勒克斯)或lm/m2
d L ds 如光源各点同性, 则L s
第四章 光源及其颜色特性
光度学有关物理量
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光照度（E）
被照明表面单位面积接受的光通量 单位lx(勒克斯)或lm/m2。
第四章 光源及其颜色特性
标准照明体D的确定和模拟
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标准照明体D也叫典型日光或重组日光。 CIE推荐用D50（5004K）、D55（5503K）、D65 （6504K）、D75（7504K）的相对光谱功率分布作为代 表日光的标准照明体。 在可能情况下尽量用D65 D50、 D65印前常用 D75偏蓝，主要用于印染行业。 对于标准照明体D的模拟至今还不能完全复制出它的相对 光谱功率分布，用人工光源加滤光器目前只能在一定程度 上进行模拟。
第四章 光源及其颜色特性
标准照明体与标准光源
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测量物体表面颜色，必须在一定的光源下进行， 为统一颜色测量标准，CIE规定了色度学的标准 照明体和标准光源。 标准照明体
指特定的光谱功率分布，这个分布不是必须由一个光源 直接提供，也不一定用一个光源来完成。
标准光源
实现标准照明体的相对光谱能量分布的光源。
标准照明体D65：代表相关色温大约为6504K的日光
第四章 光源及其颜色特性
CIE标准照明体
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第四章 光源及其颜色特性
CIE标准光源
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标准光源A：色温2856K的充气钨丝灯，推荐使用 熔凝石英或玻璃带石英窗口的充气钨丝灯。 标准光源B：A光源加一组特定的戴维斯-吉伯逊 液体滤光器。 标准光源C：A光源加另一组特定的戴维斯-吉伯 逊液体滤光器。
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绝对光谱能量分布曲线
以波长为横坐标，以光源辐射的各种波长光的光谱密度 绝对值为纵坐标所作的曲线
相对光谱能量分布布曲线
以波长为横坐标，以光源所辐射的各种波长光的光谱密 度相对值为纵坐标所作的曲线。 光谱密度相对值得到办法