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整理一下手邊有關光學的資料 集合一些資訊 分享給大家看看
與燈具相關的光學基本知識
一. 光與電磁波：
光是一種電磁波,速度為：30×10000 km/s
波長為780∼380nm（奈米）。1 奈米=10 的-9 次方米
二. 光譜與顏色：
光譜：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫
紅外線波長：620∼780nm。紫外線的波長：380∼420nm。如下圖：
波長780∼620∼590∼560∼490∼450∼420∼380nm
太陽光：波長是780∼380nm,純白色。
白熾燈：波長為780∼400nm,缺少紫光,故合成後光色略偏紅黃。
螢光燈：波長為750∼310nm,缺少紅光,故合成後略帶青色或呈青白色。
三. 燈具的主要作用：
1. 固定和保護燈;
2. 控制和分配燈光,表現所需的光分佈;
3. 裝飾與美化環境;
四. 照明燈具的光特性：照明燈具的光特性主要用三項技術資料來說明
1. 發光強度的空間分佈
2. 燈具效率
3. 亮度分佈或燈具遮光角
五. 發光強度的空間分佈
任何燈具在空間各方向上的發光強度都不一樣,我們可以用資料或圖形把照明燈具發光強度在空間的分佈狀況記錄下來,通常我們用縱坐標來表示照明燈具的光強分佈,以座標原點為中心,把各方向上的發光強度用向量標注出來,連接向量的端點,即形成光強分佈曲線,也叫配光曲線。
因為大部份的燈具的形狀是軸對稱的旋轉體,其發光強度在空間的分佈也是軸對稱的。所以,通過燈具軸線取任一平面,以該平面內的光強分佈曲線來表明照明燈具在整個空間的分佈就夠了。如果照明燈具發光強度在空間的分佈是不對稱的,例如長條形的螢光燈具,則需要用若干測光平面的光強度分佈曲線來說明空間光分佈。
直且通過燈具中心的下垂線的平面為C90 平面。至少要用C0、C90 兩個平面的光強分佈說明非對稱燈具的空間配光。為了便於對各種照明燈具的光分佈特性進行比較,統一規定以光通量為1000 流明（lm）的假想光源來提供光強分佈資料。因此,實際光強應是測光資料提供的光強值乘以光源實際光通量與1000 之比。
照明燈具的光強分佈是利用燈具的反光罩、透光棱鏡、格柵或散光罩控制燈光實現的。反射罩是燈具的基本控光部件,它的反射比越高,規則反射越強,控光能力越顯著。陽極氧化或拋光氧化鋁、不銹鋼板是常用的鏡面發射材料。按照規則反射定律對鋁反射罩的幾何形狀、尺寸進行周密設計,安裝時注意光源精確定位,便能獲得各種需要的光分佈。格柵主要起遮蔽光源,減少直接眩光的作用。透過格柵的光分佈一般比較狹窄。
六. 照度與空間發光強度分佈
照明燈具的佈置和照度計算是照明設計的重要組成部份,直接影響照明設計品質。點光源照度計算：
E
= F
= IQ•CoSQ
= IQ•CoS 2 Q 2 ΔS D 2 h 2
式中：E ：照度
ΔS：受光面積
F ：光通量
IQ :發光強度
公式表明：點光源所產生照度和它到受照面的距離的平方成反比,和入射角的弦成正比,和反光強度成正比。當光源尺寸小於它到受照面距離的1/10 時即視為點光源。
七. 燈具概算圖
燈具概算圖表達了單位面積使用燈具數量的關係。通常燈具概算圖給出同一燈具幾種不同的懸掛高度,當工作面照度要求為100Ix 時,某種平面面積所需燈具的數量,作為選擇燈具的依據。假如要求正確工作面的照度不是100Ix 時,則實際所需燈具數量為概算圖上給出數量乘以實際照度與100Ix 之比。
八. 名詞解釋：
1. 光通量：單位時間光源向空間發出的、使人產生光感覺的能量。設光源在t 秒內總共輻射出的光能是W,我們就把輻射出來的光能
W 與輻射所經過的時間t 之比稱為光通量。光通量是衡量光源發光多少的一個指標。以F 表示,單位為光瓦。光瓦單位太大,常用流明
（lm）作為實用單位,它們的關係是1 光瓦=683 流明（lm）。1lm=1cd•sr
例：普通40W 螢光燈的光通量為2200 流明（100 小時）
白熾燈每消耗1W 電能所產生的光通量約為12.5lm（4tlm）
2. 發光強度：是光通量的空間密度,即單位立體角的光通量,也就是衡量光源發光強弱程度的量。單位為坎德拉（cd）。
一支蠟燭的發光強度約為1cd。
100W 普通白熾燈的發光強度約為100cd。
3. 光照度（簡稱照度）：是受光表面上光通量的面密度,即單位面積的光通量。故照度是表示受光表面被照亮程度的一個量。以E 表示,單位為勒克斯（Lx）。
例：自然光的照度大約如下：
100000Lx 晴天的陽光直射下
10000Lx 晴天時背陰處
20 Lx 晴天時室內角落
0.2 Lx 月夜
100∼200 Lx 一般辦公室要求的照度
一般學習的照度應不少於75Lx
在40W 普通燈泡正下方1m 處的照度約為30Lx
40W 螢光燈正下方1.3m 處的照度約為90Lx </P< p>
4. 光亮度（簡稱亮度）：單元表面在某一方向上的光強密度,它等於該方向上的發光強度和此表面在該方向上的投影面積之比。即被視物體在視線方向單位投影面上的發光強度稱為該物體表面的亮度。亮度往往是表示某個方向上的亮度。以B 表示,單位：坎德拉每平方米,符號：cd/㎡。或尼特（nt）、熙提（sb）。1nt 尼特=1cd/㎡,1sb 熙提=10000nt 尼特。用公式表示如下：
B
= IQ ΔS•CoSQ
40W 螢光燈的表面照度為7000cd/㎡
白熾燈的燈絲亮度約為400×10 4
太陽亮度約為20×10 8 cd/㎡
一般陰天天空亮度平均值為2000cd/㎡
5. 光效：光源的發光效率,就是光源所發生的光通量和它所消耗的電功率之比,簡稱光效。單位：流明/瓦,符號：lm/W
一般白熾燈泡的光效約為7∼20lm/W
直管形螢光燈的光效約為30∼60lm/W,所以使用螢光燈比使用白熾燈更能節約能源。
九. 光色與失真
光色是衡量光源品質的一個重要指標。含：
1. 色表：人眼直接觀察發生的光線所看到的顏色。
2. 顯色性：光線照射到物體表面上所產生的客觀效果。
3. 顯色指數：燈光下所顯示的顏色與陽光下的顏色相比較之數值。
4. 色溫：是表示熾熱發光物體具有的顏色。
十. 科學合理的照明
1. 亮度對比
當周圍亮度與中心亮度相等時,或周圍稍暗時,視力最好。
2. 眩光
在視環境內,若有亮度極高的物體或強烈的亮度。
分直射眩光和反射眩光。
直射眩光是由光源發出的光線直接射到人眼所造成的。眩光引起視覺不舒適的原因有：
① .高度的刺激使瞳孔縮小;
② .由於角膜或晶體等眼內組織產生光散射,在眼內形成光幕;
③ .視幕受高亮度的刺激,使適應狀態破壞。
直射眩光的強弱與光源有關,以下情況眩光最顯著：
① .光源周圍暗,眼睛適應越暗,眩光越顯著。
② .光源亮度越高,眩光越顯著。
③ .光源越接近視線,眩光越顯著。
④ .光源的表面積越大,光源數目越多,眩光越顯著。
一般亮度超過160000cd/㎡就有不舒適的眩光產生。避免方法：
控制光源的光線投射方向,使光源不能直接射向人眼,這就要求燈具（或燈罩）具有一定的保護角。
有的燈具用透明格柵式或半透明罩來遮住光源,由於發光面積增大而使每個發光的亮度降低,光線就變得柔和而不刺眼。
與燈具相關的光學基本知識
一. 光與電磁波：
光是一種電磁波,速度為：30×10000 km/s
波長為780∼380nm（奈米）。1 奈米=10 的-9 次方米
二. 光譜與顏色：
光譜：紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫
紅外線波長：620∼780nm。紫外線的波長：380∼420nm。如下圖：
波長780∼620∼590∼560∼490∼450∼420∼380nm
太陽光：波長是780∼380nm,純白色。
白熾燈：波長為780∼400nm,缺少紫光,故合成後光色略偏紅黃。
螢光燈：波長為750∼310nm,缺少紅光,故合成後略帶青色或呈青白色。
三. 燈具的主要作用：
1. 固定和保護燈;
2. 控制和分配燈光,表現所需的光分佈;
3. 裝飾與美化環境;
四. 照明燈具的光特性：照明燈具的光特性主要用三項技術資料來說明
1. 發光強度的空間分佈
2. 燈具效率
3. 亮度分佈或燈具遮光角
五. 發光強度的空間分佈
任何燈具在空間各方向上的發光強度都不一樣,我們可以用資料或圖形把照明燈具發光強度在空間的分佈狀況記錄下來,通常我們用縱坐標來表示照明燈具的光強分佈,以座標原點為中心,把各方向上的發光強度用向量標注出來,連接向量的端點,即形成光強分佈曲線,也叫配光曲線。
因為大部份的燈具的形狀是軸對稱的旋轉體,其發光強度在空間的分佈也是軸對稱的。所以,通過燈具軸線取任一平面,以該平面內的光強分佈曲線來表明照明燈具在整個空間的分佈就夠了。如果照明燈具發光強度在空間的分佈是不對稱的,例如長條形的螢光燈具,則需要用若干測光平面的光強度分佈曲線來說明空間光分佈。
直且通過燈具中心的下垂線的平面為C90 平面。至少要用C0、C90 兩個平面的光強分佈說明非對稱燈具的空間配光。為了便於對各種照明燈具的光分佈特性進行比較,統一規定以光通量為1000 流明（lm）的假想光源來提供光強分佈資料。因此,實際光強應是測光資料提供的光強值乘以光源實際光通量與1000 之比。
照明燈具的光強分佈是利用燈具的反光罩、透光棱鏡、格柵或散光罩控制燈光實現的。反射罩是燈具的基本控光部件,它的反射比越高,規則反射越強,控光能力越顯著。陽極氧化或拋光氧化鋁、不銹鋼板是常用的鏡面發射材料。按照規則反射定律對鋁反射罩的幾何形狀、尺寸進行周密設計,安裝時注意光源精確定位,便能獲得各種需要的光分佈。格柵主要起遮蔽光源,減少直接眩光的作用。透過格柵的光分佈一般比較狹窄。
六. 照度與空間發光強度分佈
照明燈具的佈置和照度計算是照明設計的重要組成部份,直接影響照明設計品質。點光源照度計算：
E
= F
= IQ•CoSQ
= IQ•CoS 2 Q 2 ΔS D 2 h 2
式中：E ：照度
ΔS：受光面積
F ：光通量
IQ :發光強度
公式表明：點光源所產生照度和它到受照面的距離的平方成反比,和入射角的弦成正比,和反光強度成正比。當光源尺寸小於它到受照面距離的1/10 時即視為點光源。
七. 燈具概算圖
燈具概算圖表達了單位面積使用燈具數量的關係。通常燈具概算圖給出同一燈具幾種不同的懸掛高度,當工作面照度要求為100Ix 時,某種平面面積所需燈具的數量,作為選擇燈具的依據。假如要求正確工作面的照度不是100Ix 時,則實際所需燈具數量為概算圖上給出數量乘以實際照度與100Ix 之比。
八. 名詞解釋：
1. 光通量：單位時間光源向空間發出的、使人產生光感覺的能量。設光源在t 秒內總共輻射出的光能是W,我們就把輻射出來的光能
W 與輻射所經過的時間t 之比稱為光通量。光通量是衡量光源發光多少的一個指標。以F 表示,單位為光瓦。光瓦單位太大,常用流明
（lm）作為實用單位,它們的關係是1 光瓦=683 流明（lm）。1lm=1cd•sr
例：普通40W 螢光燈的光通量為2200 流明（100 小時）
白熾燈每消耗1W 電能所產生的光通量約為12.5lm（4tlm）
2. 發光強度：是光通量的空間密度,即單位立體角的光通量,也就是衡量光源發光強弱程度的量。單位為坎德拉（cd）。
一支蠟燭的發光強度約為1cd。
100W 普通白熾燈的發光強度約為100cd。
3. 光照度（簡稱照度）：是受光表面上光通量的面密度,即單位面積的光通量。故照度是表示受光表面被照亮程度的一個量。以E 表示,單位為勒克斯（Lx）。
例：自然光的照度大約如下：
100000Lx 晴天的陽光直射下
10000Lx 晴天時背陰處
20 Lx 晴天時室內角落
0.2 Lx 月夜
100∼200 Lx 一般辦公室要求的照度
一般學習的照度應不少於75Lx
在40W 普通燈泡正下方1m 處的照度約為30Lx
40W 螢光燈正下方1.3m 處的照度約為90Lx </P< p>
4. 光亮度（簡稱亮度）：單元表面在某一方向上的光強密度,它等於該方向上的發光強度和此表面在該方向上的投影面積之比。即被視物體在視線方向單位投影面上的發光強度稱為該物體表面的亮度。亮度往往是表示某個方向上的亮度。以B 表示,單位：坎德拉每平方米,符號：cd/㎡。或尼特（nt）、熙提（sb）。1nt 尼特=1cd/㎡,1sb 熙提=10000nt 尼特。用公式表示如下：
B
= IQ ΔS•CoSQ
40W 螢光燈的表面照度為7000cd/㎡
白熾燈的燈絲亮度約為400×10 4
太陽亮度約為20×10 8 cd/㎡
一般陰天天空亮度平均值為2000cd/㎡
5. 光效：光源的發光效率,就是光源所發生的光通量和它所消耗的電功率之比,簡稱光效。單位：流明/瓦,符號：lm/W
一般白熾燈泡的光效約為7∼20lm/W
直管形螢光燈的光效約為30∼60lm/W,所以使用螢光燈比使用白熾燈更能節約能源。
九. 光色與失真
光色是衡量光源品質的一個重要指標。含：
1. 色表：人眼直接觀察發生的光線所看到的顏色。
2. 顯色性：光線照射到物體表面上所產生的客觀效果。
3. 顯色指數：燈光下所顯示的顏色與陽光下的顏色相比較之數值。
4. 色溫：是表示熾熱發光物體具有的顏色。
十. 科學合理的照明
1. 亮度對比
當周圍亮度與中心亮度相等時,或周圍稍暗時,視力最好。
2. 眩光
在視環境內,若有亮度極高的物體或強烈的亮度。
分直射眩光和反射眩光。
直射眩光是由光源發出的光線直接射到人眼所造成的。眩光引起視覺不舒適的原因有：
① .高度的刺激使瞳孔縮小;
② .由於角膜或晶體等眼內組織產生光散射,在眼內形成光幕;
③ .視幕受高亮度的刺激,使適應狀態破壞。
直射眩光的強弱與光源有關,以下情況眩光最顯著：
① .光源周圍暗,眼睛適應越暗,眩光越顯著。
② .光源亮度越高,眩光越顯著。
③ .光源越接近視線,眩光越顯著。
④ .光源的表面積越大,光源數目越多,眩光越顯著。
一般亮度超過160000cd/㎡就有不舒適的眩光產生。避免方法：
控制光源的光線投射方向,使光源不能直接射向人眼,這就要求燈具（或燈罩）具有一定的保護角。
有的燈具用透明格柵式或半透明罩來遮住光源,由於發光面積增大而使每個發光的亮度降低,光線就變得柔和而不刺眼。
