1、光学A 眼睛对光的感觉 光谱 光通量 强度 照度 亮度光谱光视效率影响明暗感觉的因素：（1） 、光源的辐射通量：辐射通量越大，感觉越明亮。（2） 、波长：功率相同，波长不同，明暗程度不同。对同样功率的光，明环境下 555nm 的黄绿光最亮，暗环境下 507nm 的绿光最亮。一、光通量 Luminous Flux 为了比较任意两个灯发出的可见光的多少，由于光能随波长分布不同，因此不能直接用辐射通量（瓦）多少比较，只能转化成相当于多少 555nm 标准光通量。光源所放射出光能量的速率或光的流动速率 Flow arte1、概念：光源在单位时间内发射出的以人眼感觉为基准的能量。2、单位： 光瓦或流明
2、lumen（lm） 1 光瓦= 683lm， Km=683lm/W例： 已知低压钠灯发出波长为 589nm 的单色光，设其辐射通量为 10.3W，求光通量？解 = V() =683 10.3 0.78=5487lm40W 日光灯： 2200lm100W 白炽灯： 1250lm二、发光强度 Luminous Intensity 描述光通量在光源空间的分布特性，它表示光源在不同方向上的光通量分布特性，某个方向上的分布密度；符号 I ；单位：坎德拉 （cd）光度量中最基本的单位是发光强度的单位坎德拉（Candela） ，记作 cd，它是国际单位制中七个基本单位之一。它的定义是发出频率为 540101
3、2 Hz （对应在空气中 555nm 的波长）的单色辐射，在给定方向上每单位立体角（1 个球面度）辐射能为 1683W 时的发光强度规定为 1cd。 （1979）立体角：任意一个封闭圆锥面内所包含的空间单位：球面度 sr整个球面的立体角三、照度 Illuminance 被照物体单位面积上接收的光通量的大小同一本书，偏离灯正下方暗一些，说明反射到被照面上光通量不相同。E = d/dA平均照度： E = /A单位：勒克斯 lux lx， 1lx=1lm /1m2 烛光 fc=10.76lx（英制）白天在教室看书需要至少 100lx例：在 40w 白炽灯下 1m 处的照度约为 30lx，加一搪瓷伞形
4、罩后照度增加到 73lx；阴天中午室外照度为 800020000lx；白天中午在阳光下的室外照度可高达 80000120000lx。四、亮度 Luminance 照度相同，颜色不同的两个物体，看起来不一样亮。发光体在视线方向上单位面积发出的光强密度。L= I/（Acos）单位： 尼特 nits：nt（cd/m2）英制单位为英尺朗伯（Foot lambert, fl） 1 熙提 stilb（sb）= 104cd/m2 = 1cd/cm21 阿普熙提 asb（apostilb，Lm/m2）白炽灯灯丝亮度约为 300500sb荧光灯灯管表面亮度为 0.80.9sb1 毫朗伯(mL)=0.929 呎朗
5、伯(ftL)=3.183 烛光/ 平方米(c/m2) =10 阿普熙提(asb)1 阿熙提（asb）=（1/）cd/m2=0.3183 cd/m21 朗伯（L）= （104）cd/m2=3.183 103cd/m21 英尺朗伯（fL）=（1/）cd/ft2=3.426 cd/m21、亮度对光源本身的（照度是指被照面）2、 辐射角，是光源法线与视线夹角。i被照面法线与视线夹角3、单位：面积常取平方米物理亮度(亮度)、表观亮度( 明亮度)例：同一路灯开着灯，晚上比白天亮。但在一般情况下，路灯本身的亮度不变，即物理亮度反映了物体本身的表面物理特性亮度不变，但观看时与环境明暗有关的亮度表观亮度（明亮度
6、）却改变了七、标量照度（平均球面照度）Esaverage spherical illuminance; scalar illuminance 空间上某一点上的标量照度即指该点上的受照量，它与入射光的方向无关，并且也不指明受照面的方向，其定义是：位于受测点处的一个小球表面上的平均照度。点光源。假设一个光强为 I 的点状光源，它与半径为 r 的小球相距 d，球面所截取的光通量=r2I/d2 ，球的表面积为 4r2，所以点光源产生的球面平均照度为 Es=I/4d2，这就是圆球所在位置上的标量照度。如果光源是一个面光源，则投影面积为 A的点光源，其中 L 为光源的亮度。因此距离为 d 处的标量照度（E
7、s）为：Es=LA/4d2，但 A/d2=，即单元 A所张之立体角，所以 Es=L /4。点光源。当照明光源的尺寸与被照物的距离相比可以忽略不计时，可视为点光源。线光源。当照明光源的尺寸与光源至计算点距离较近，且光源本身的长宽比相差很大时，可视为线光源。面光源。当光源的最小尺寸大于光源至计算点距离的 1/4 时,可视为面光源。八、平均柱面照度 Ecaverage cylindrical illuminance 位于某一点的微小圆柱曲面上的平均照度，圆柱的轴线与水平面垂直。点光源。Ec=Isin / d2面光源。Ec=L sin /平均半柱面照度：道路照明九、照度矢量 illuminance v
8、ector 矢量照度表示在某点上照明的方向特性，表示该点上一个无限小的圆盘两侧（正面与背面）可以测得的最大照度差值。这个小圆盘的法线即为矢量作用线的方向，从照度高的一侧指向照度低的一侧。矢量照度适用于需要考虑光的方向性的照明场所，如雕塑及其他展品的照明效果评价。矢量照度用于描述在空间一点上的光的方向特性。它的量值为一个通过该点的表面正反两侧的最大照度差值，由较高照度向低照度的矢量方向为正。B 材料光学属性：透光 吸收 反射系数采光材料 照明材料发光物体 不发光物体一、光线的传播过程人们能够看到世界上的物质是因为有光的存在。光是一种能量形式，它以波的形式传播，是目前宇宙中已知的运动速度最快的物质
9、。地球上的生命没有光就不可能存在。世界上最重要的光源是太阳，现在人们已能利用电来产生光。光线是代表光传播方向的线。在黑暗房间里窗帘上开一个很小的孔，可以看到射进房间的太阳光是笔直的，因此人们就用直线来表示太阳光线。光在真空中是沿直线传播的，在空气和其他疏密均匀的介质里也是沿直线传播的，只要不碰到障碍物，它就一直沿直线传播下去。如果碰到障碍物，它就会发生反射、折射等现象，光线就会偏折、拐弯。即使不碰到障碍物，只要空气不均匀，例如有的地方温度高一点，空气稀一点，其他地方温度低一点，空气密一点，光线都会弯曲，不再笔直地传播了。另外，如果光线经过一个引力很强的物体旁边，由于受万有引力的吸引，它会向该物
10、体一侧弯曲，光线也不再是直线了。红外线因为具有肉眼看不见的特征，因此可利用在自动警报器或电动门上。散播、反射、折射、衍射光束包含多组光波，它们大都向同一个方向传播。手电筒的光束在传播时，多少有些散射。手电筒发出的光随着距离的增加会显得微弱不清，因为光波在较宽的范围中散播得更乱。激光光束有几乎并行的边缘。这说明光波在传播过程中几乎不会散播出来。因此激光光束可以传播很远的距离才会逐渐变弱，直到超出视野。光以一系列电磁波的形式发出，从光源发出后一直以直线前进，光所走的直线路径称为射线。光线的方向可因通过有光泽或透明的物质而改变。如玻璃或水这一类的物体能反射或折射光。透射、吸收冷光有些物质并不会马上将
11、照射来的光线反射出去，而是先完全吸收，之后才渐渐将光线反射出来。如果将红色墨水放在直射光之下，就会发现它并不是立刻呈现红色，而是先呈现出略带绿色的金色。另外，有时候石油也会呈现出紫色。这些都是由于物质暂时吸收光线，使本身颜色发生改变后再放射出来的结果。像这种物质中分子吸收的能量被激发后会放射出光线的现象，称为磷光或萤光。这些光都称之为冷光。反射光的反射是指光从一种介质射入到另一种介质时，在两种介质的分界面上，光将改变传播方向，一部分光回到原介质里继续传播的现象。在物理学里，一般把能传播光的物体叫作介质，又称媒质。空气、水、玻璃、酒精等都是传播光的介质。平行的光线照射在平面镜等光滑物体的表面上时
12、，全部光线都以相同的角度弹回，产生一个清晰的影像。人们能够看见不发光的物质，也都是因为它们能够反射光的缘故。一般，明亮物体反射的光比暗的物体多。全反射、镜面反射、规则反射、定向反射、漫反射折射折射就是光从一种介质传播到另一种介质中去时，光线发生偏折、拐弯的现象。光所以会发生折射，是因为在不同介质里光的传播速度不同的缘故。例如光线从空气进入玻璃时速度会慢下来，并偏离两物质间的界面。当光线离开玻璃时，速度加快并弯向界面。在自然界中由于光的折射所引起的现象比比皆是，最典型的就是海市蜃楼。C 可透视及其影响因素D 直接 反射眩光的控制、消除五、避免眩光晚上迎来一辆开着前灯的汽车，人眼感到不舒服，为什么
13、？眩光的分类：形成方式：直接眩光、反射眩光影响视功能：不舒适眩光、失能眩光造成眩光的原因：亮度过高亮度对比过大不舒适的亮度分布限制措施直接眩光限制光源亮度：减少亮度增加眩光源的背景亮度：减少对比减小形成眩光的光源视看面积：表观面积尽可能增大眩光源的仰角反射眩光选择无光泽表面视觉作业区远离镜面反射区用发光面积大、亮度低的光源减少引起镜面反射光源的照度值在总照度中的比例E 颜色：光源色温、显色性六、光源的色温能自行发光的物体叫做光源。光源的种类繁多，形状千差万别，但大体上可分为自然光源和人造光源。自然光源受自然气候条件的限制，光色瞬息万变，不易稳定，如最大的自然光源太阳。人造光源有各种电光源和热辐
14、射光源，如电灯光源等。不同的光源，由于发光物质不同，其光谱能量分布也不相同。一定的光谱能量分布表现为一定的光色，对光源的光色变化，我们用色温来描述。 CT-colour temperature 绝对黑体根据能量守恒定律：物体吸收的能量越多，加热时它辐射的本领愈大。黑色物体对光能具有较大的吸收能力。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。绝对黑体的吸收本领是一切物体中最大的，加热时它辐射本领也最大。天然的、理想的绝对黑体是不存在的。人造黑体是用耐火金属制成的具有小孔的空心容器，如图所示，进入小孔的光，将在空腔内发生多次反射，每次反射都被容器的内表面吸收一部分
15、能量，直到全部能量被吸收为止，这种容器的小孔就是绝对黑体。 黑体辐射的发射本领只与温度有关。严格地说，一个黑体若被加热，其表面按单位面积辐射光谱能量的大小及其分布完全决定于它的温度。因此我们把任一光源发出的光的颜色与黑体加热到一定温度下发出的光的颜色相比较，来描述光源的光色。色温可以定义为： “当某一种光源的色度与某一温度下的绝对黑体的色度相同时绝对黑体的温度。 ”因此，色温是以温度的数值来表示光源颜色的特征。在人工光源中，只有白炽灯灯丝通电加热与黑体加热的情况相似。对白炽灯以外的其它人工光源的光色，其色度不一定准确地与黑体加热时的色度相同。所以只能用光源的色度与最相接近的黑体的色度的色温来确
16、定光源的色温，这样确定的色温叫相对色温。相关色温 CCT-correlated colour temperature 色温用绝对温度“K” （kelvim）表示，绝对温度等于摄氏温度加 273。如正午的日光具有色温为6500K，就是说黑体加热到 6500K 时发出的光的颜色与正午的颜色相同。其它如白炽灯色温约为2600K。晴天室外光 13000 全阴天室外光 6500白天直射日光 5550白天 45斜射日光 4800昼光色、荧光灯 6500氙灯 5600炭精灯 55006500色温是光源的重要指标，一定的色光具有一定的相对能量分布：当黑体连续加热，温度不断升高时，其相对光谱能量分布的峰值部位将
17、向短波方向变化，所发的光带有一定的颜色，其变化顺序是红- 黄 -白- 蓝。 电热丝温度很低（700） ，呈暗红色 电热丝温度较低（900） ，呈鲜红色 电热丝温度较高（1100） ，呈黄红色 电热丝温度更高（1300） ，呈黄白色 色温对彩色摄影有很大的影响。它与彩色有极密切的关系。只有当感光材料的特性与光源的色温相符合时，红、绿、蓝三种色光才能得到平衡，获得理想的彩色景象。例如日光型彩色片，当色温在 5600K 左右时，拍摄不同景物都能得到良好的彩色效果。当色温偏低时，照片上反映出来的颜色偏红；当色温偏高时，则照片上的颜色偏蓝。专供碘钨灯照明的灯光型彩色片，色温要求一般在 2800K3 40
18、0K 之间，可正确地再现被摄对象的色彩。光色的舒适感在人类视觉器官发展和进化中，一直习惯于日光和火光。人的眼睛在白昼一直适应自然光。太阳的辐射光是连续光谱，日出前和日落后色温较低。约 2 0004 000K，中午和阴天色温较高，约 5 0007 000K。在自然条件下，人在夜晚利用火光进行照明。在原始时代，人们点燃篝火，后来就发明了油灯和蜡烛等，人工光源，火光的光谱也是连续的。目前，人造光源种类很多。那么最优光色是什么呢？研究结果表明，光色的舒适感跟照度有关系。低照度时的舒适光色是火光（篝火、烛光、油灯光）的低色温光色；偏低或中等照度时，舒适的光色是接近黎明和黄昏时的、色温略高的光色；高照度时
19、，舒适的光色是接近中午的阳光或偏蓝的高色温天空光色。照度与光色舒适感的关系只是色觉的偏好而已（是习惯） 。不同色温的人工光源并不影响视觉辨认细节的能力。实验证明：在白炽灯（相关温度约 2 900K） ，荧光灯（色温约 6 500K） ，高压汞灯（色温约 5 500K）三种色温的光源照射下，在它们的照度相同时，视觉辨识细节的能力是没有差别的。光源色温不同，光色也不同。 色温与亮度: 高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴气的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。光色的对比: 在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又
20、可获得光色的层次。 七、光源显色性人类在长期的生产生活实践中，习惯于在日光下辨认颜色。尽管日光的色温和光谱能量分布随色 温 光 色 气氛效果5000K 清 凉(带蓝的白色) 冷的气氛3300-5000K 中 间(白) 爽快的气氛5X106cd/m2 ( 大于人眼上限)，发热、光效低，寿命短，不节能。光效：6.519lm/w寿命：1kh显色指数 Ra： 9599用途: 住宅、节日彩灯（如蜡烛形灯泡）灯光广告、橱窗、展览馆白炽灯普通照明用白炽灯。使用电压一般为 220V、110V，功率为 151000W 。投光型白炽灯。它是利用高亮度灯丝，发出强度很高的光线，集中照射在建筑物、设施、商店陈列处和场
21、上作业机械等地的灯。局部照明用低压安全灯。使用电压一般为 36V、24V、12V、6V功率不超过 100W 。红外线灯。广泛用于房间取暖、美容医疗、加热干燥等方面。其他类型的白炽灯。如船用、矿用、放映用、照相用，以及各类信号指示灯等。卤钨灯它实质是在白炽灯泡内充入含有少量卤素或卤化物的气体，利用卤钨循环来提高灯的发光效率和使用寿命。优点：光效比白炽灯稍大，寿命比白炽灯稍长，显色性好。缺点：成本高（用耐高温较贵的石英玻璃） ，制作和使用要求高（水平安装，防震） ，灯管内过量的碘蒸汽要吸收可见光。光效：2022lm/w 寿命：1500h；显色指数 Ra： 9599结论：用升高灯丝的工作温度，光效增
22、大不多。用于：广场、体育馆、高大厂房及大面积照明与定向投影照明上。卤钨灯需要灯管寿命长些就用碘钨灯；需要发光效率高的灯管可用溴钨灯，但寿命就短些。二、气体放电光源原理：某些元素的原子被电子激发后产生光辐射荧光灯优点：光效高；光色好；寿命长，表面亮度低，热辐射量小缺点：初始投资高；启动与温度和湿度有关，需要辅助设备；有频闪现象；尺寸大，不易控光，噪声污染频闪现象：气体放电灯光通强弱变化周期与物体转动周期相同时，人眼观察它产生不转动的错觉光效：50lm/w寿命：5000h显色指数 Ra： 5093荧光灯普通照明中使用广泛的直管形荧光灯灯管长度为：600m m、1200m m、1500m m、180
23、0m m 及 2400m m；灯管直径有 38m m（ T12） 、25m m（ T8） 、15m m （ T5）（每一个“T”数表示（1/8）in 即 3.175m m）等几种。高光通量单端荧光灯紧凑型荧光灯特点：灯管小（约 12mm）用三基色荧光粉（发出光 450nm蓝光，543nm 绿光， 611nm橙光）结构紧凑，体积小，可代替白炽灯品种多优点： 光效高，约 60lm/w单灯光通量小（可小于 200lm）Ra80寿命约 3000h荧光高压汞灯功率大，灯管内汞蒸汽压力为 26 个大气压。国外又称高强气体放电灯（HID 灯）优点： 光效高，约 50lm/w；寿命长，约 6000h缺点：显色
24、性差，Ra=2030 。启动慢（47 分钟）用途：光色呈绿色和蓝色，可做庭院照明灯金属卤化物灯在高压汞灯中，添加了金属卤化物，以提高光效和 Ra。特点：光效高达 110lm/w，Ra 一般在 6070，寿命有的可达 10000h 以上。钠灯高压钠灯：原理： 在高压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。优点： 光效高，约 107lm/w，寿命长，约 8000h，Ra=4060。透雾能力强，做道路照明灯。低压钠灯原理： 在低压钠蒸汽中放电时，辐射可见光。特点： 主要辐射 589nm 黄色光，显色性极差，光效极高，450lm/w 。透雾性强，用于铁路、公路、广场。氙灯氙灯，一种含有氙气的新型前大灯，又称高强度
25、放电灯或气体放电灯，英文简称 HID（High Intensity Discharge Lamp） 。目前奔驰 E 级车、宝马 7 系列、丰田凌志、本田阿库拉等高档车都使用了这种新型前大灯。氙灯亮度大，发出的亮色调与太阳光比较接近，消耗功率低，可靠性高，不受车上电压波动影响。氙灯由小型石英灯泡、变压器和电子单元组成。接通电源后，通过变压器，在几微秒内升压到 2 万伏以上的高压脉冲电加在石英灯泡内的金属电极之间，激励灯泡内的物质（氙气、少量的水银蒸气、金属卤化物）在电弧中电离产生光亮。由于高温导致碰撞激发，并随压力升高使线光谱变宽形成带光谱。灯开关接通的一瞬间，氙灯即产生与 55 瓦卤素灯一样的
26、亮度，约 3 秒钟达到全部光通量。氙灯是利用两电极之间放电器产生的电弧来发光的，如同电焊中产生的电弧的亮光。 氙灯氙灯灯泡的玻璃用坚硬的耐温耐压石英玻璃（二氧化硅）做成，灯内充入高压氙气缩短灯被点亮的时间，灯的发光颜色则由充入灯泡内的氙气、水银蒸气和少量金属卤化物所决定。电子控制器系统是一个独立的系统，包括变压器和电子控制单元，具有产生点火电压和工作电压两种功能。变压器将低电压变为高电压输出，电子控制单元的主要功能是限制氙灯灯泡的工作电流，向灯泡提供 2 万伏以上的点火电压和维持工作的低电压（80 伏特左右） 。氙灯氙灯与卤素灯的主要区别在于，前者通过气体电离发光，后者通过加热钨丝发光。虽然氙
27、灯的发光电弧与卤素灯的钨丝长度直径一样，但发光效率和亮度提高了 2 倍。由于不用灯丝，没有了传统灯易脆断的缺陷，寿命也提高了 4 倍。据测试，一个 35 瓦的氙灯光源可产生 55 瓦卤素灯 2 倍的光通量，使用寿命与汽车差不多。因此，安装氙灯不但可以减少电能消耗，还相应提高了车辆的性能，这对于轿车而言具有很重要的意义。 （2001 年 5月 17 日）霓虹灯霓虹灯是一种辉光放电光源它用细长、内壁涂有荧光粉的玻璃管在高温下煨制成各种图形或文字，然后抽成真空，在灯管中充入少量的氩、氦、氙和汞等气体。在灯管两端安装电极，配以专用的漏磁式变压器产生 2kV 左右高压。霓虹灯在高电压作用下，霓虹灯管产生
28、辉光放电现象发出各种鲜艳的光色。霓虹灯的发光色彩和玻璃管内的气体及玻璃管颜色的有关霓虹灯的玻璃管直径一般约为 620mm，灯管的长度越长，管径越细，阻抗越大，需要的电压越高。一般霓虹灯管的长度在 810m 时，就需要一个专用的漏磁式变压器供电。霓虹灯的各种形状灯管，在电子程序控制器的控制下，产生多种循环变化的灯光彩色图案，给人一种美丽动感的气氛和广告效果。霓虹灯常常用作装饰性的营业广告或作为指示标记牌。三、电致发光光源场致发光（电致发光）：固体与电场相互作用而发光。场致发光屏（EL） 、发光二极管（LED）发光二极管原理：是在半导体 p-n 结处施加正向电流时，以高效率发出可见光、红外光、紫外
29、光。优点：省电，光效高（约 80 lm/W） （白炽灯的 50 到 100 倍） ，耐振动，响应速度快、冷光。是一种有发展前途的节能光源LED（Lighting Emitting Diode）即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED 照明产品就是利用 LED 作为光源制造出来的照明器具。白光 LED 及 RGB 分色 LED 在将来完全可能成为理想的投影光源目前白光 LED 发光效率产业化产品已从 15lm/w 提高到 25 流明/w，研究水平约为
30、40lm/w，最高水平已达50lm/w 左右。色温在 2500K-6000K 之间，显色指数 Ra80 左右。寿命 5 万小时至 10 万小时。工艺与材料的不断改进，预计到 2020 年白光 LED 的光效将达到 200 lm/w，超越目前所有品种的投影灯泡。LED 阵列所能提供的 RGB 分色显示、聚光、光均匀、安装等优点也是其他投影灯泡难以比拟的，但目前由于光效、价格、散热、驱动控制、衰减等因素克服，还停留在概念产品阶段。四、无电极电源无电极荧光灯（无极灯）（准分子光源）原理：由高频发生器产生高频电磁场能量，经过感应线圈耦合到灯泡内，使汞蒸汽原子电离放电，并产生紫外线，射到管壁上的荧光物之
31、后，激发出可见光。优点：光效高，约 65lm/w；光色好，Ra 为 80；寿命很长，6 万 h传统电光源不论是白炽灯还是高、低压气体放电灯，都是由一个玻壳和一根灯丝组成，电能通过灯丝进入灯泡转换为光能。而高频无极灯则是通过把高频电磁场能量以感应方式耦合进灯泡内，使灯泡内的气体雪崩电离形成等离子体，等离子体受激发原子返回基态时自发辐射出 254nm 的紫外线，灯泡内壁荧光粉受到紫外线激发而发出可见光。 高频无极灯与普通灯具对比无极灯 85W 相当于普通灯 500W 亮度普通灯 500W 两小时用电一度，无极灯 85W 十二小时用电一度，对比节电 5.88 倍以万小时计算：普通灯 500W 用电
32、5000 度，无极灯 85W 用电 833.3 度，对比节电 4166.7 度以每度电计算：普通灯 5000 度 X0.6 元=3000 元，无极灯 833.3 度 X0.6=499.88 元，对比节约人民币 2500.2 元使用寿命和照明相同的情况下，高频等离子无极灯比其他灯（还不包括其他方面）可以直接节省电费使用成本：比白炽灯低 72%-73%，比节能灯低 20%-30%，比荧光灯低 11%-28% ，比高压汞低 59%；高频无极放电灯不需或较少维护，具有高可靠性。使用寿命高达 60，000 小时（每天按 10 小时计算，寿命可达到 10 年以上） 。与其他灯相比较： 是白炽灯的 60 倍
33、； 是节能灯的 12 倍； 是荧光灯的 12 倍； 是高压汞灯的 20 倍；高频无极放电灯的超长寿命从而大大减少了维修烦恼和更换次数，节省了材料成本和人工费用，并能确保长期正常使用。微波硫灯原理：用 2450MHz 微波来激发石英泡壳内的发光物质硫和低压氩气，使它形成能级跃迁, 而产生连续光谱。优点:节能,长效,光色好,寿命长（有的可达万 h ） 。五、非电源光导纤维照明系统发光器、光导体、端口、连接器、耦合器、套圈和灯具光源单根光纤的尺寸和需要的照度等一般取决于所采用光源的瓦数和型式。对于理想的光纤照明灯是那种具有非常小的发光面积而光通量输出很高的灯。光源后部的反射器和前部的透光镜有助于高效
34、地把光传输入光纤。通常使用的灯包括 20W 至 75W 低压 MR16 灯和 70W 至 250W 金属卤化物（M-H）灯。MR16 有钨丝的卤化物灯可通过细灯丝进行精确的光束控制。然而，有些新型紧凑式 M-H 灯也能提供同样精密的光束控制。 光导纤维照明系统发光器、光导体、端口、连接器、耦合器、套圈和灯具发光器将光纤照明系统用的光源装入外罩内的装置称为发光器。外罩用薄金属板耐冲击塑料制成。有时我们称发光器为投光器。发光器可配装滤光镜头滤除灯所发射出来的大部分红外线（IR）和紫外线（UV ）能量。因而，光纤照明系统用于照射纺织品、绘画和食品是很理想的。由于光线是从灯传输至光纤的末端，发光器也可
35、配装二色玻璃滤光盘以达到颜色的连续或固定变化。另外，色盘的运动可用计算机处理以提供特殊效果。例如光的定时变化或象频闪的瞬间光。最后，为了给复杂的照明装置提高功率，也可将几台发光器前后直排连接或串联连接。光导纤维照明系统发光器、光导体、端口、连接器、耦合器、套圈和灯具光导体用于将光从光源传输到灯具的材料被称为光导体。典型的光导体有塑料纤维束或玻璃纤维束，也称为辫束。光纤光导体的基本材料为纤芯和涂层。纤芯为传输光线的部件，涂层为薄薄的材料，具有低的折射率，牢固地涂在纤芯的外围。从浅角入射涂层的光束被反射回到纤芯。大部分光纤有第三层保护套。保护套有黑色、透明的或半透明的白色。对于末端发光的光纤使用黑
36、色不透明的保护套。对于看上去象霓虹灯的侧面发光的光纤，或者对于类似于荧光灯的条形发光光纤，使用透明或白色的保护套光导纤维传光原理是不同折光率介质界面的全反射现象，即光从折射率大的光密介质以一定角度射向折射率的小光疏介质时，光在界面会发生全反射而全部折回光密介质。这一定的角度称全反射临界角。光导纤维的纤芯是光密介质，而包层是光疏介质，传输的光信号只要在界面的入射角大于临界角，光就在纤芯中曲折反射前进而不会泄漏。这种带包层的光纤称芯皮型光纤。纤芯和包层的折光率在界面突然变化的芯皮型光纤称为阶跃光纤；而折射率从纤芯的高折射率逐渐过渡变化到高层的低折射率，光在纤芯中波浪式前进的芯皮层光纤称为梯度型光纤
37、。这是 20 世纪末应用较多的两种芯皮型光导纤维。还有一类传光原理不同的自聚集光导纤维。这类光纤的材料和结构，使传输的光会自动向光纤中心轴线靠拢，犹如光通过凸透镜聚焦一样，也可保证光在传输中不会泄漏。光导纤维照明系统发光器、光导体、端口、连接器、耦合器、套圈和灯具光纤端口或总套圈这是在一束光纤范围内，安装在光缆上的连接器，用它插到发光器上使光亮输出最大。制造商可在发货前将线束装配好（叫做装端口） ，或者为适应变化的情况，也可在现场装配。连接器、耦合器和套圈使用这些器件将一个系统的各个部件作机械上或光学上的连接。用连接器将一条光纤固定到端口或灯具上，将一条光纤对准装配到发光器上或二条光纤互相之间
38、的对接则用耦合器。套圈是一个终端器件，用于保护光纤的正确定位。套圈通常与特定的光纤一起由工厂设计加工，因此只要简便地将套圈插入灯具的连接套内即可。 光导纤维照明系统发光器、光导体、端口、连接器、耦合器、套圈和灯具灯具下射型灯具墙灯和重点照明灯具景观和室外照明灯具水下照明灯具特殊照明灯具定制的灯具L 灯具：用途 配光曲线 避免眩光 分类 照明方式 照明质量 眩光 均匀度2 灯具灯具：光源、灯罩和附件总称对光源发出的光通量进行再分配的装置分类功能性灯具高光效、低眩光装饰性灯具造型美观，美化环境为主作用按需要重新分配光线，提高电光源光通量的利用率使被照射面获得良好均匀的照度固定和保护光源以及限制眩光
39、。灯具的配光特性用曲线来表示灯具在空间各个方向上的发光强度空间分布特性，该曲线称为灯具配光曲线。发光强度的空间分布特性常用三种表示方法，分别是极坐标法、直角坐标法和等光强曲线图。配光曲线光强体：将灯具各方向的发光强度在三维空间用矢量表示出来，由矢量的终端连接起来的封闭体。光学实验室配光曲线配光曲线：光强体被通过光轴的平面截割后，所构成的一封闭曲线。此交线以极坐标的形式绘制在平面图上，即为灯具的配光曲线。灯具配光曲线是专用的。配光曲线上每一点，表示该灯具在此方向上的发光强度。极坐标配光曲线通过光源中心的测光平面，测出灯具在不同角度的光强值。以灯具中心为极坐标原点，从某一给定方向起，把灯具在各个方
40、向的发光强度用矢量表示，连接矢量顶端的连线即为灯具配光的极坐标曲线。对于有旋转轴对称的灯具，在与轴线垂直的平面上各方向的光强值相等。大多数灯具的形状都是轴对称的旋转体（点光源） ，其光强分布为轴对称。一、灯具的光特性配光曲线直角坐标配光曲线投光型的照明器所发出的光束集中在狭小的立体角内，用极坐标难以表示清楚时，常用直角坐标来表示配光曲线，直角坐标的纵轴表示光强大小，横轴表示投光角的大小。按安装方式可分为：顶棚嵌入式顶棚吸顶式悬挂式壁灯发光顶棚高杆灯落地式台式庭院灯建筑临时照明按灯具用途分类实用照明灯具指符合高效率和低眩光的要求，并以照明功能为主的灯具。如荧光灯、路灯、室外投光灯具和陈列室用的聚
41、光灯具等，主要以实用照明功能为主。应急、障碍照明灯具在公共场所设置专用火灾、应急和诱导照明灯具。在发生火灾时，能自动起动应急和诱导灯具，如地下室、影院应急照明灯具。障碍照明灯具是指为了保证飞机在空中飞行的安全或船只在水运航道中航行的安全，在高大建筑物的顶端或在水运航道的两边设置障碍照明灯具。这类灯具常用红色或频闪照明方式，提醒注意安全。装饰照明灯具灯具以装饰照明为主，一般由装饰性零部件围绕着电光源组合而成，如豪华的大型吊灯、草坪灯等。按灯具外壳结构分类开启型灯具灯具是敞口的或无罩的，光源与外界环境直接相通闭合型灯具具有闭合的透光罩，但内外仍能自由通气，尘埃易进入透光罩内，如天棚灯和庭院灯等，密
42、闭型灯具透光罩在密闭处加以密封，将灯具内的电光源与外隔绝，内外空气不能流通。可作为需要防潮、防水和防尘场所照明灯具，如浴室、厨房、潮湿或有水蒸气的车间、仓库及隧道、露天堆场等场所。防爆安全型灯具透光罩将灯具内外隔绝，在任何条件下，不会因灯具引起爆炸的危险。这种灯具使周围环境中的爆炸气体不能进入灯具内部，可避免灯具正常工作中产生的火花而引起爆炸。它适用于在不正常情况下有可能发生爆炸危险的场所。隔爆型灯具隔爆型灯具结构特别坚实，并且有一定的隔爆间隙，即使发生爆炸也不易破裂，如图 3-9f。它适用于在正常情况下有可能发生爆炸的场所。防腐型灯具灯具的外壳用防腐材料制成，且密封性好，腐蚀性气体不能进入灯
43、具的内部。它适用于含有害腐蚀性气体的场所。按灯具外壳防护等级分类外壳的防护型式包括：防止人体触及或接近外壳内部的带电部分。防止固体异物进入外壳内部；防止水进入外壳内部达到有害程度。防止潮气进入外壳内部达到有害程度。按防触电保护分类为了保证电气安全，灯具所有带电部分必须采用绝缘材料等加以隔离。灯具的这种保护人身安全的措施称为防触电保护，根据防触电保护方式，灯具可分为 四类，0 类灯具的安全保护程度低，、类较高，类最高。在照明设计时，应综合考虑使用场所的环境、操作对象、安装和使用位置等因素，选用合适类别的灯具。在使用条件或使用方法恶劣的场所应使用类灯具，一般情况下可采用类或类灯具。按光通量在空间分
44、布分类按光通量在上下空间分布的比例分类直接照明型 半直接照明型 漫射照明型 半间接型灯具 间接型灯具按光束角分类直接型灯具按光强分布分类带有反射器的直接型灯具，其光束的宽窄变化范围较大。有的非常集中，向下直射；有的散布在整个半空间。直接照明灯具按光束的宽窄形状又可分为广照型均匀配光型配照型深照型特深照型投光灯（泛光灯）按光束角分类按光束角的大小，将投光灯分为六类。窄光束投光灯能投射较远的距离，用于灯具安装距被照面较远的地方和要求照度较高的场所；宽光束投光灯用于灯具距被照面较近和要求照度较低且较均匀的场所。按布灯形式分：一般照明分区一般照明局部照明不允许单独使用混合照明二、确定照明标准照度均匀度
45、室内最低照度值与平均照度值之比大于 0.7眩光直接眩光减少光源和灯具的亮度；减少形成眩光的光源面积；增大眩光源与视线间的角度；增加眩光源的背景亮度。眩光反射眩光尽量降低光源亮度；改变灯具或工作面的位置，使反射影像不射入人的眼睛；提高环境亮度；改变工作面的反光特性。光幕反射视觉对象的镜面反射。尽量使用无光纸和不闪光墨水；改变光线投射方向（从侧面来） ；减少来自干扰区的光，增加干扰区外的光。眩光直接型灯具的遮光角灯具平均亮度限值眩光指数M 环境照明设计 基本方式4 室内环境照明设计原则空间亮度的合理分布视觉注视中心：人们习惯于将目光转向较亮的表面。需要突出的物体亮度超过相邻表面亮度的 510 倍。
46、活动区：亮度变化不应太大。顶棚区：起次要和从属地位，亮度不宜过大，形式力求简洁，与房间的整个气氛协调。周围区域：一般不希望它的亮度超过顶棚区。强调照明技术扩散照明：采用大面积光源照射物体和它的周围环境。适用起伏不大，但颜色丰富的场合，如壁画。利用宽光束灯具，使灯具离被照面较远。不能突出物体的起伏，易产生平淡感。高光照明：由窄光束的投光灯或反射型灯泡将光束投射到被照物体上，能确切地显示被照表面的质感和颜色细部。被照物体和其邻近表面的亮度控制在 2:1 到 6:1 之间，亮度差别太大，可能出现光幕反射，太小会平淡。背景照明：将光源放在物体背后或上面，照亮物体背后的表面。使它成为物体的明亮背景。物体
47、本身处于暗处，在明亮的背景衬托下，可将物体的轮廓清楚地表现出来。适用显示轮廓丰富、颜色单调、表面平淡的物品。墙泛光：用光线将墙面照亮，形成一个明亮的表面，使人感到空间扩大，强调出质感。柔和均匀的墙泛光：将灯具放在离墙较远的顶棚上，一般离墙约 11.2 米，灯与灯间的距离约为灯至墙距离 0.51.0 倍。这样在墙上形成柔和均匀的明亮表面，扩大了房间的空间感。显示墙的质感的墙泛光：使光线以大入射角（擦射）投到墙面上，夸大阴影，突出墙面的粗糙表面。灯具一般布置在顶棚上，离墙约0.3 米,灯间距一般不超过灯具与墙的距离;高墙用窄光束灯具，低墙用宽光束的灯具。扇贝形光斑：为在平墙上添加一些变化和趣味，用
48、灯在墙上形成一些明亮的扇贝形光斑。在顶棚上装暗灯，灯具离墙 0.3 米布置；灯间距根据希望获得的效果而定。投光照明使被照物体的亮度比它邻近墙面的亮度高 35 倍。 光线到物体的入射角（与物体法线所成的角）不宜 过大或过小，一般在 60左右。选择投光灯具需考虑的因素：投射光斑的大小光斑的亮度光斑的强调程度点光效果。造型的需要光线的扩散和集中对于立体物体来说，光线应以扩散光为主，加上一定量的直射光。直射光可形成适当的阴影，加强立体感，充分的扩散光有助于减轻粗糙感。扩散光和直射光的亮度比控制在 61 的范围内。直射光的入射角度不宜太低，以处于前上侧方为宜。光线的方向性 照明环境对视觉与心理的作用开敞感透明感：一个均匀的高亮度表面给人以透明的感觉。轻松感：无眩光，环境亮度比较低。一般而论，隐藏的光源、低的亮度、浅的颜色，低的墙亮度，加上由中心逐渐转暗的顶棚可获得最大的轻松感。私密感 ：中间部分较暗，而周围具有较高亮度所形成的不均匀照明环境，产生一种亲切私密的感觉。活力感：打破照度均匀产生的平淡感。恐怖、不安全感：当一个高亮度区域位于大房间的中间，而周围是低得多的黑暗环境，会产生恐怖, 不安全感。黑洞感
