建筑光学基本知识
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
建筑光学基本知识
照度与亮度的关系
光源的亮度和该光源在被照面上所形成 的照度之间，由立体角投影定律来宣定量。 该定律适用于光源尺寸比它到被照面的距离 相对圈套的场合。
E=LąS1cosącosθ／r2
建筑光学基本知识
例1：已知某客厅的面积为4.4mX5.6m=24.64m2，该厅天花高为 2.6m，正中装有表面积为1mX1.5m=1.5m2、亮度为 1X103cd/m2的槽灯，试求槽灯的正下方及四个墙角处的照 度。
光谱光效率Vλ ---
0.0007 0.018 0.948 0.889 0.0076
---
光通量Φλ，lm --2 102
7718 7786
5 15613
建筑光学基本知识
发光强度
定义:
光源在空间某一方向单位立体角内所发出 的光通量。
计算公式:
Iθ=Φ/ω
式中 Iθ—光源在θ方向上的光强；
Φ —球面Ａ接受的光通量（lm)；
式中 Φλ—波长为λ的光通量，流明（lm)；
时间内发P λ射—的波能长量为，λ单的位辐为射Ｗ通）量；（辐射源在单位
Vλ —波长为λ的光谱光效率； 683 —最大光谱光效率，对明视觉来说，在 λ=555nm处，其值为683lm/Ｗ。
如为多色光，其光通量为各单色光的总和，即
Φλn=Φλ1+Φλ2建+筑…光学基=本知K识mΣ［PλVλ］
眼睛的光视效能
建筑光学基本知识
例1：已知钠光灯发出波长为589nm的单色光，设其辐射通量为 10.3W，试计算其发出的光通量。
例2：已知水银灯发出各种波长单色光的辐射通量值，试计算其光 通量。
波长λ（nm) 365 406 436 546 578 691 合计
单色辐射通量Pλ,W 2.2 4.0 8.4 11.5 12.8 0.9 39.8
建筑光学基本知识
亮度
定义: 发光体在视线方向单位面积上的发光强度
计算公式: 由于一个发光体在视网膜上成像所形成的视感 觉与视网膜上物像的照度成正比，物像的照度越大，我们感 觉越亮；而该物像的照度与发光体在视线方向的投影面积成 反比，与发光体在视线方向的发光强度成正比，故有： Lą=Ią／(Scosą) 式中 Lą—发光体沿ą方向的表面亮度（cd/m2)； Ią—发光体沿ą方向的发光强度（cd)； Scosą —发光体在视线方向上的投影面（m2)； 在所有的光度量中，亮度是唯一直接引起眼睛视感觉的 量。
ω —球面对应的立体角（Sr)，即球 的表面积Ｓ对球心所形成的角，以表面积Ｓ 与球的半径平方之比来度量，ω=A/r2。
建筑光学基本知识
光强定义示意图
建筑光学基本知识
例1：已知40Ｗ和100Ｗ白炽灯泡分别发出350lm以及1250lm的光 通量，如果没有灯罩，试求其发光强度。
建筑光学基本知识
照度
1、只有明暗感觉而无颜色感觉 建筑光学2、基本用知识视觉中心观察物体时不如眼角观察时清楚
建筑光学基本知识
►眼晴与视觉 ►基本光度单位及应用 ►装饰材料的光学性质 ►照明光源 ►照明灯具
建筑光学基本知识
光通量
定义:
光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并使人 眼产生光感的能量
计算公式:
Φλ=683PλVλ
建筑光学基本知识
例2：已知某客房间的面积为4.4mX5.6m=24.64m2，该厅天花高 为2.8m，在左墙正中装有表面积为2mX0.5m=1.0m2、亮度 为0.12X104cd/m2的发光平面，又知该房间的工作面离地面 0.8m。如不考虑天花板及其他各墙面的反射，试求房间正 中处在工作面上的一点B的照度。
建筑光学基本知识
亮度定义示意
建筑光学基本知识
例1：已知40W荧光灯管的长度为1.15m，灯管直径为32mm，它 发出2200lm的光通量，求灯管的表面亮度。
例2：已知200W白炽灯发出2920lm的光通，如外加一个直径为 250mm的乳白玻璃球形灯罩，设乳白玻璃的透光系数为0.6， 求灯罩的表面亮度。
定义: 被照面单位面积上接受的光通量
计算公式: E=Φ／A 式中 E—被照面上的照度，勒克斯（lx)； Φ—Ａ面积上接受的光通量(lm)； A —接受光通量的面积； 当光源的直径小于它至被照面距离的1/5 时，可把该光源视为点光源。
建筑光学基本知识
发光强度与照度的关系
一个点光源在被照面上形成的照度，可从发光 强度和照度这两基本量之间的关系求出。
10cd/m2
视觉状况 明视觉
起作用的细胞 锥状细胞
最大视觉 响应光谱
555nm
特点 能够辨认很小的细节，并且有颜色感觉
中介视觉
杆状细胞
暗视觉 锥状细胞、杆状细 胞共同作用
5wenku.baidu.com7nm
1、察觉物体中心凹的部分与察觉边缘一样容易 2、开始感觉到颜色 3、不同颜色的相对明亮度发生变化，尤其是红 色比蓝色更强
建筑光学基本知识
各基本物理量之间关系示意图
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识
►光、眼晴与视觉 ►基本光度单位及应用 ►装饰材料的光学性质 ►照明光源 ►照明灯具
建筑光学基本知识
光
光的本质：
光是属于一定波长范围内的一种电磁辐射，即电磁波，波长 范围在380-780nm（1nm=10-9m）的电磁波能使人眼产生光感， 这部分电磁波被称为可见光。波长大于780um的红外线、无线电 波；波长小于380um的紫外线，X射线都不能引起人眼的视觉反 应。
E=Φ／A
I=Φ／ω
E=I／r2
A= ωr2
上式所讲的是指光线垂直入射到被照表面即入 射角为零的情况。当入射角不等于零时，它与被照 面的法线成ą角，这时照度E应由 E=(I／ r2)cos ą
来进行计算。
建筑光学基本知识
点光源发光强度与照度的关系
建筑光学基本知识
例1：如图所示，在桌面上方2m处挂一带搪瓷伞 罩的40W白炽灯，求灯下桌面点1处照度E1， 及点2处照度E2值。
光的颜色：
不同波长的可见光，在人眼中又产生不同的颜色感觉。
紫色
蓝色
青色
绿色
黄色
橙色
红色
380~424 424~455 455~492 492~565 565~595 595~640 640~780
建筑光学基本知识
眼睛构造
建筑光学基本知识
眼睛的光特性
明、暗视觉范围
暗视觉 中介视觉 明视觉 10-2cd/m2
照度与亮度的关系
光源的亮度和该光源在被照面上所形成 的照度之间，由立体角投影定律来宣定量。 该定律适用于光源尺寸比它到被照面的距离 相对圈套的场合。
E=LąS1cosącosθ／r2
建筑光学基本知识
例1：已知某客厅的面积为4.4mX5.6m=24.64m2，该厅天花高为 2.6m，正中装有表面积为1mX1.5m=1.5m2、亮度为 1X103cd/m2的槽灯，试求槽灯的正下方及四个墙角处的照 度。
光谱光效率Vλ ---
0.0007 0.018 0.948 0.889 0.0076
---
光通量Φλ，lm --2 102
7718 7786
5 15613
建筑光学基本知识
发光强度
定义:
光源在空间某一方向单位立体角内所发出 的光通量。
计算公式:
Iθ=Φ/ω
式中 Iθ—光源在θ方向上的光强；
Φ —球面Ａ接受的光通量（lm)；
式中 Φλ—波长为λ的光通量，流明（lm)；
时间内发P λ射—的波能长量为，λ单的位辐为射Ｗ通）量；（辐射源在单位
Vλ —波长为λ的光谱光效率； 683 —最大光谱光效率，对明视觉来说，在 λ=555nm处，其值为683lm/Ｗ。
如为多色光，其光通量为各单色光的总和，即
Φλn=Φλ1+Φλ2建+筑…光学基=本知K识mΣ［PλVλ］
眼睛的光视效能
建筑光学基本知识
例1：已知钠光灯发出波长为589nm的单色光，设其辐射通量为 10.3W，试计算其发出的光通量。
例2：已知水银灯发出各种波长单色光的辐射通量值，试计算其光 通量。
波长λ（nm) 365 406 436 546 578 691 合计
单色辐射通量Pλ,W 2.2 4.0 8.4 11.5 12.8 0.9 39.8
建筑光学基本知识
亮度
定义: 发光体在视线方向单位面积上的发光强度
计算公式: 由于一个发光体在视网膜上成像所形成的视感 觉与视网膜上物像的照度成正比，物像的照度越大，我们感 觉越亮；而该物像的照度与发光体在视线方向的投影面积成 反比，与发光体在视线方向的发光强度成正比，故有： Lą=Ią／(Scosą) 式中 Lą—发光体沿ą方向的表面亮度（cd/m2)； Ią—发光体沿ą方向的发光强度（cd)； Scosą —发光体在视线方向上的投影面（m2)； 在所有的光度量中，亮度是唯一直接引起眼睛视感觉的 量。
ω —球面对应的立体角（Sr)，即球 的表面积Ｓ对球心所形成的角，以表面积Ｓ 与球的半径平方之比来度量，ω=A/r2。
建筑光学基本知识
光强定义示意图
建筑光学基本知识
例1：已知40Ｗ和100Ｗ白炽灯泡分别发出350lm以及1250lm的光 通量，如果没有灯罩，试求其发光强度。
建筑光学基本知识
照度
1、只有明暗感觉而无颜色感觉 建筑光学2、基本用知识视觉中心观察物体时不如眼角观察时清楚
建筑光学基本知识
►眼晴与视觉 ►基本光度单位及应用 ►装饰材料的光学性质 ►照明光源 ►照明灯具
建筑光学基本知识
光通量
定义:
光源在单位时间内向周围空间辐射出去的并使人 眼产生光感的能量
计算公式:
Φλ=683PλVλ
建筑光学基本知识
例2：已知某客房间的面积为4.4mX5.6m=24.64m2，该厅天花高 为2.8m，在左墙正中装有表面积为2mX0.5m=1.0m2、亮度 为0.12X104cd/m2的发光平面，又知该房间的工作面离地面 0.8m。如不考虑天花板及其他各墙面的反射，试求房间正 中处在工作面上的一点B的照度。
建筑光学基本知识
亮度定义示意
建筑光学基本知识
例1：已知40W荧光灯管的长度为1.15m，灯管直径为32mm，它 发出2200lm的光通量，求灯管的表面亮度。
例2：已知200W白炽灯发出2920lm的光通，如外加一个直径为 250mm的乳白玻璃球形灯罩，设乳白玻璃的透光系数为0.6， 求灯罩的表面亮度。
定义: 被照面单位面积上接受的光通量
计算公式: E=Φ／A 式中 E—被照面上的照度，勒克斯（lx)； Φ—Ａ面积上接受的光通量(lm)； A —接受光通量的面积； 当光源的直径小于它至被照面距离的1/5 时，可把该光源视为点光源。
建筑光学基本知识
发光强度与照度的关系
一个点光源在被照面上形成的照度，可从发光 强度和照度这两基本量之间的关系求出。
10cd/m2
视觉状况 明视觉
起作用的细胞 锥状细胞
最大视觉 响应光谱
555nm
特点 能够辨认很小的细节，并且有颜色感觉
中介视觉
杆状细胞
暗视觉 锥状细胞、杆状细 胞共同作用
5wenku.baidu.com7nm
1、察觉物体中心凹的部分与察觉边缘一样容易 2、开始感觉到颜色 3、不同颜色的相对明亮度发生变化，尤其是红 色比蓝色更强
建筑光学基本知识
各基本物理量之间关系示意图
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识
建筑光学基本知识
►光、眼晴与视觉 ►基本光度单位及应用 ►装饰材料的光学性质 ►照明光源 ►照明灯具
建筑光学基本知识
光
光的本质：
光是属于一定波长范围内的一种电磁辐射，即电磁波，波长 范围在380-780nm（1nm=10-9m）的电磁波能使人眼产生光感， 这部分电磁波被称为可见光。波长大于780um的红外线、无线电 波；波长小于380um的紫外线，X射线都不能引起人眼的视觉反 应。
E=Φ／A
I=Φ／ω
E=I／r2
A= ωr2
上式所讲的是指光线垂直入射到被照表面即入 射角为零的情况。当入射角不等于零时，它与被照 面的法线成ą角，这时照度E应由 E=(I／ r2)cos ą
来进行计算。
建筑光学基本知识
点光源发光强度与照度的关系
建筑光学基本知识
例1：如图所示，在桌面上方2m处挂一带搪瓷伞 罩的40W白炽灯，求灯下桌面点1处照度E1， 及点2处照度E2值。
光的颜色：
不同波长的可见光，在人眼中又产生不同的颜色感觉。
紫色
蓝色
青色
绿色
黄色
橙色
红色
380~424 424~455 455~492 492~565 565~595 595~640 640~780
建筑光学基本知识
眼睛构造
建筑光学基本知识
眼睛的光特性
明、暗视觉范围
暗视觉 中介视觉 明视觉 10-2cd/m2