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照明基本知识

§1-1、概述

1—1、照明的意义：什么是照明?单纯的光源并不等于照明，照明是能给周围各种对象以适宜的光分布，通过视觉达到以下两方面的要求。

1）易正确识别人们所欲知的对象。

2）易确切了解人们所处的周围的状况。

照明大致可分为:以功能为主的明视照明和以舒适感为主的气氛照明。作为照明的目的，明视固然重要，而舒适感、高兴、心情舒畅也是非常重要的。前者和视觉工作对象关系密切而后者与环境关系大.

从照明的属性看，可分为生理照明和心理照明。当然，属于何种照明，不能简单决定，而是要看各种照明所给的比重大小,照明对象和照明技术的关系列于表一

照明对象与照明技术关系（表一）

1—2．对照明技术的要求:

综合以上的叙述,可见对照明技术有如下四方面的要求

1）满足照明质量的要求（照度、均匀度、防眩光、显色性等)

2）实用，灵活

3）节约用电，安全可靠

4）便于维护和保养

1-3．简述照明发展史

远古时期，人类祖先发现了火，这完全是生理照明的需求,以便于生存，取暖直至狩猎煮食、打仗，于是火就成为社会发展的一个重要因素，直至十八世纪前，煤油和气灯是电灯发明以前的主要照明。近、现代照明是从电能的被发现和利用开始的。从此照明工程学也随之诞生。

照明的发展是随着光源的发展而发展的，人们首先发明白炽灯，在白炽灯基础上研制成卤钨灯。随着荧光灯的发明，标志着电致发光的出现,作为低压放电灯在荧光灯之后又研制出低压钠灯及氖灯,高压放电灯最先研制出来的是汞灯，随之面市的是高压钠灯，金卤灯、氙灯、镝灯……

作为光源的新品种场致发光也在20世纪后期研制出来，这就是发光二极管，LED的大功率已进入实用阶段.

1-4．照明的组成

1、光源的实用分类白炽灯

—---热幅射——白炽发光-

卤钨灯

汞灯

金卤灯

高压放电灯高压钠灯

氙灯

光源———电致发光荧光灯

低压放电灯

低压钠灯

—--场致发光———-LED

—--激光发光———激光

2、灯具：从光束角来分有窄光束，中光束和宽光束

从反射器的进步是从搪瓷,高纯铝氧化到玻璃镀膜直到现在的棱形玻璃以增加局部的漫反射和折射而减少眩光增加均匀度。

3、电器：镇流器有电感式（L）型，漏磁式（CWA）型和电子镇流器三种

4、照明系统工程：主要包括照明设计和灯具设计两大部分

§1-2基本照明术语

2-1、光的本质

光是什么，光是一种电磁波，是一种幅射.作为幅射，我们可以将光看成是直线传播,

作为电磁波，我们可以将光看成是一种波动传播，当波长在380～760nm范围内，我们人眼的视觉神经就会对此种波长的电磁波产生反应，并将信号传递到大脑，就是我们称之为光的感觉.

如下图所示:

紫外可见光红外

0380760nm

波长小于380nm的称为紫外，波长大于760mm的称为红外

2—2照明术语

1．光通量：单位时间内所发出的光的多少或单位时间内所接收的光的多少符号:Ф单位：LM

2．光强：单位立体角内所包含的光通量的多少，称为光强。

符号：I单位：cdI=dФ/dΩ[公式1—1]

1cd=1lm/sr式中:Ω:立体角sr：球面度

3．照度：单位面积内所通过的光通量的多少

符号：E单位：lxE=dФ/dA［公式1—2]

1lx=1lm/m2式中:A：面积

4．亮度:光线照射到被照面后，人眼接收到光的多少

符号：L单位：ntL=dE/dΩ=dI/dAcosθ［公式1—3]

1nt=1cd/m2

5.距离平方反比定律：2

从图中可知：d：距离

A：面积

面积A

2是A

1

的4倍,而光强相等。A

2

单位面积上的照度就只能是A

1

的1/4，很明显就能反

映出E=I/d2的关系

2-3各光量之间的关系举例

例一：一只投光灯，反射器包角为120°，光源光强为各向均等200cd,反射器反射率为ρ=0。7，试求反射光的光通量.

解：Ф=π2I=3。142x200=1884(lm)

Ф反=ρxФ=0。7x1884=1318。8（lm)

解析：整球的表面积为4πR2，120

而a=sin60°r=0.866r 120°

则4π—0.866π=3.14π=π2

例二：求离一只发光强度为60cd

E=I/d2=60/1.52=26。7lx

I 1.5m

§1—3光和视觉：

3-1．视觉:,看见物体形状的形态觉，看见颜色的色觉,看见物体运动的动态觉，看见物体远近的深浅的深度觉或立体觉的综合3—2视觉能力

人眼的亮度阈限在10—6cd/m2~106cd/m2

对比灵敏度：被识别对象与背景的亮度之差和背景亮度之比称为对比灵敏度，对比灵敏度

影响物体的可见度，对比通常按下式表示:

C= A-B [公式：1—5］

A

式中：C:对比度A：背景亮度；B：物体亮度

C值越大，越容易识别物体；C值越小，分辨物体越困难

第二章光源

§2—1各种光源的介绍:

1、白炽灯，是将灯丝（W)加热到白炽的温度，利用热幅射(温度幅射)而幅射出可见光的

光源。

2、卤钨灯:在白炽灯内充入一定的卤素元素化合物,形成卤钨循环，以保护灯丝，提高光效，

缩小体积，延长寿命.

3、荧光灯：是靠热阴极弧光放电，使管内充填的汞被电离激发，在激发的汞原子和电子

的共同作用下，使灯管内敷的荧光粉被激发发光。

4、高压气体放电灯种类很多，如高压汞灯、高压钠灯、镝灯、氙灯、碘镓灯，铟灯,金卤

灯等等，所有的气体放电灯都是对金属加热，使之蒸发气化，放电发光。

谈到高压气体放电灯，不能不谈到汞，汞是一种能在常态下呈液态的金属,它还有一种特性，就是在常温下就具有一定的蒸气压，温度升高,蒸气压可达到104乇左右，中心部分可达6000K，汞原子中的电子在能级跃迁过程中释放能量，发出光和热，这就是高压汞灯的发光原理.

§2-2光学专用词汇介绍

1、灯功率：是指灯管的视在功率。（W）

2、光源光通：灯管所能发出光的多少(LM）

3、灯管压:实际加在电极两端的电压（V)

4、灯电流：流经灯管的电流（A）

5、光效：每瓦的光通量(lm/w)

6、色温：灯管所发出光的颜色和标准黑体加热至和灯管光色一致时或相近时的温度，规

定为该光源的色温。用绝对温度K表示.

显色指数：光源对物体本身颜色的呈现程度称为显色性,用显色指数表示符号Ra(％）