“北极星光线图”例析
“北极星光线图”例析
甘肃省陇南市一中王馨746000
【基本知识】太阳光线在地面的直射点是随着季节和时刻的变化在南北回归线之间的不同经度上来回移动的，而北极星光线照射地球比太阳照射地球的情形要简单的多。因为无论什么季节什么时刻，地球的北极总是指向北极星附近。因此，北极星光永远只直射地球上的一个点---北极（由于距地球非常遥远，对地球上每一个点，北极星光线可以看成是平行光线）。据此我们可以得出以下结论：（1）北极星高度（北极星光线对当地地平面的倾角）由北极点向四周（北半球低纬度）递减，北极点为90o，至赤道递减为0o；（2）赤道以南地区北极星高度为负值（见不到北极星光线）；（3）地面任何一点的北极星高度是一个定值且与当地地理纬度数值相等。
【例题】1999年7月1日至9月9日，我国政府组织了第一次北极科学考察，考察队员乘坐“雪龙”号从上海出发，沿东海北上，于8月29日在诺姆港停靠，这时考察队员在“雪龙”号上测得的北极星高度为61度36分，
则诺姆港的地理纬度为。
【解析】如图所示:假设A点为诺姆港位置,
B为赤道上一点,那么∠a就是北极星高度,
∠ф就是A点的地理纬度。因为
∠ф+∠c=90o，∠b+∠c=90o，
又因为∠a=∠b，所以∠a=∠ф。
故诺姆港的地理纬度为61度36分。
【相关练习】某学校天文兴趣小组用量角器测
得北极星高度为30o(如图所示),次日,当太
阳位于当地的正南方时,国际标准时间为3:52,
回答: (1)当地的地理坐标为( )
A.30oN,118oE
B.30oN,122oE
C.60oN,118oE
D.30oS,122oE
(2)对该学校所在地的叙述,正确的一项是( )
A.该地渔业资源丰富
B.该地主要农作物为春小麦、大豆和甜菜等
C.该地区最突出的环境问题是土地荒漠化
D.该地冬季温和多雨，夏季炎热干燥
(3)假如此时北极星光线与太阳光线的交角为80o，则太阳直射点的纬度为。
【简析】当北极星高度为30o时，当地在北半球，纬度为30oN，且当国际标准时间为3:52时,正午12:00在122oE；该地空间位置在舟山群岛附近,为我国最大渔场；北极星光线与太阳光线的交角范围是［90o-23o26＇, 90o+23o26］,当太阳直射北半球时, 北极星光线与太阳光线的交角等于90o减去太阳直射点的纬度；当太阳直射南半球时, 北极星光线与太阳光线的交角等于90o加上太阳直射点的纬度。参考答案:(1)B (2)A (3)10oN
凹透镜成像规律
凹透镜成像规律; 当物体为实物时，成正立、缩小的，像和物在的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍（指绝对值）以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧； (u 凸凹透镜成像规律光路图总结 实像可用承接物接收到，虚像承接不到，只能眼睛看到。 一、透镜 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜； 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。 焦点：平行光线（太阳光）通过透镜后会聚的点，或通过透镜后发散光线的反向延长线的会聚点。（焦点一般有两个，并且一般关于透镜对称） 焦距：焦点到光心的距离。 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 光心：透镜的几何中心 *三条特殊光线 1.平行于主光轴的光线，通过凸透镜后会聚于焦点；通过凹透镜后，反向延长线会聚于焦点。 2.通过焦点的光线通过凸透镜后平行于主光轴；正向延长线通过焦点的光线 通过凹透镜后平行于主光轴。 3.通过光心的光线通过透镜后方向不变。 二、凸透镜成像规律 1、u>2f 2、u=2f f u2 v , = 2= >，f < v f 2< f f u2 在异侧成倒立、缩小的实像在异侧成倒立等大的实像 3、2f>u>f 4、u=f f v f u f 2,2><< 5、u 如何看配光曲线图 任何灯具在空间各方向上的发光强度都不一样，我们可以用数据或图形把照明灯具发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示照明灯具的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的。所以，通过灯具轴线取任一平面，以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了。如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的，例如长条形的荧光灯具，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来说明空间光分布。取同 灯具长轴相垂直的通过灯具中心下垂线的平面为C0平面，与C0平面垂直且通过灯具 中心的下垂线的平面为C90平面。至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明非对称灯具的空间配光。为了便于对各种照明灯具的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000流明（lm）的假想光源来提供光强分布数据。因此，实际光强应是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与1000之比。照明灯具的光强分布是利用灯具的反光罩、透光棱镜、格栅或散光罩控制灯光实现的。反射罩是灯具的基本控光部件，它的反射比越高，规则反射越强,控光能力越显著。阳极氧化或抛光氧化铝、不锈钢板是常用的镜面发射材料。按照规则反射定律对铝反射罩的几何形状、尺寸进行周密设计，安装时注意光源精确定位，便能获得各种需要的光分布。格栅主要起遮蔽光源，减少直接眩光的作用。透过格栅的光分布一般比较狭窄。 三平面配光曲线二平面配光曲线光强分布3D模拟图 C90平面C0平面配光曲线 新版配光曲线1、2、3……之初识配光曲线！ 配光曲线的定义：配光曲线其实就是表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。它可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强。配光曲线的分类：配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。对称：当灯具C0°和C180°剖面配光对称，同时C90°和C270°剖面配光对称时，这样的配光曲线称为对称配光；非对称：就是指C0°- 180°和C90°- 270°任意一个剖面配光不对称的情况。配光曲线按照其光束角度通常可分为：窄配光（< 20°）中配光（20°~ 40°）宽配光（> 40°）其实也没有严格的定义各个厂家的对宽、中、窄的定义也略有不同。 说了半天的定义和分类。下面我们来看点实在的东西——支架的配光曲线图 凸透镜和凹透镜的特点及对光线的作用（人教 版） 一、单选题(共12道，每道6分) 1.如图所示的两个透镜( ) A.都是向右凸出的，都是凸透镜 B.都是向右凹进的，都是凹透镜 C.a是凸透镜，b是凹透镜 D.b是凸透镜，a是凹透镜 2.取一段铁丝，绕制一个内径约为3mm左右的圆环，如图所示。将圆环在清水中浸一下，圆环上布满水膜，此时辨别水膜相当于“凸透镜”还是“凹透镜”的最可靠方法是( ) A.用手摸 B.透过水膜看物体 C.用强光照射 D.用刻度尺测量 3.下列说法正确的是( ) A.凸透镜对光有会聚作用，因此通过凸透镜的光都一定会聚在焦点上 B.凸透镜有一个焦点，凹透镜有两个焦点 C.不论是凸透镜还是凹透镜，经过透镜光心的光线方向不改变 D.光线经过凹透镜后一定不可能相交于一点 4.下列说法中正确的是( ) A.焦距大的凸透镜比焦距小的凸透镜聚光程度好 B.焦距小的凸透镜比焦距大的凸透镜聚光程度好 C.材料相同、直径相同的凸透镜，形状越凸，焦距越小 D.材料相同、直径相同的凸透镜，形状越凸，焦距越大 5.光通过透镜的光路如图所示，正确的图是( ) A. B. C. D. 6.放在凸透镜主轴上焦点以内的点光源S发出的光，通过凸透镜后的光路如图所示。则下列说法正确的是( ) A.凸透镜有时可以对光线起发散作用 B.凸透镜只对平行于主光轴的光线起会聚作用 C.通过凸透镜后的光线是发散的，因为凸透镜的作用是对光线起发散作用 D.通过凸透镜后的光线发散程度比原来小，仍然是会聚的一种现象 7.如图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是( ) A.a B.b、d C.c D.a、b、c、d 8.如图，是小明同学画的一条通过凸透镜后折射的光线光路图，错误的是( ) 第一节透镜 1.透镜的概念 透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜能让光线透过去，在进入和离开透镜时，光经过两次折射而改变光路，所以透镜是一种折射镜。 2.根据透镜的形状，可把透镜分为两大类：如图甲所示，中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜， 如图乙所示，中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。例如：放大镜、老花眼镜的镜片都是凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜。 $ 3.主光轴：透镜上通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴（镜片的两个表面或至少一个表 面是球面的一部分），简称主轴。 光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心，用字母“O”表示。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。 4.实验探究：凸透镜和凹透镜对光线的作用。 结论：凸透镜对光有会聚的作用，凹透镜对光有发散的作用。因此凸透镜也叫会聚透镜，凹透镜也叫发散透镜。 5.焦点和焦距 （1）凸透镜的焦点和焦距 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做焦点，通常用字母F表示，焦点到透镜光心的距离叫做焦距，通常用字母f表示。凸透镜两侧各有一个焦点，两侧的两个焦距相等。 - 由于光路可逆，若把光源放在凸透镜的焦点上，光源射向凸透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。 （2）凹透镜的虚焦点 凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过凹透镜后变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫做凹透镜的虚焦点。虚焦点到凹 透镜光心的距离叫做焦距，通常用字母f表示。 （3）粗略测量凸透镜焦距的方法 将凸透镜正对着太阳光（可看成平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。 注意：1.凸透镜对光的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生折射造成的。 2.凸透镜的凸起程度决定了它的焦距的长短：表面越凸，焦距越短。每个凸透镜的焦距是一定的。 3.焦距的长短反映了凸透镜对光的会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强（光线通过后偏折的厉害） ） 6.凸透镜和凹透镜的三条特殊光线 （1）凸透镜1.通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变 2.通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出 3.跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后通过焦点 （2）凹透镜1.通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变 2.射向凹透镜的光线，如果其延长线通过虚焦点，则该光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出 3.跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线经过虚焦点（3）凸透镜和凹透镜的比较 — 7.易错易误警示 （1）透镜对光线的作用 凸凹透镜成像规律光路图总结 一、透镜 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜； 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。 焦点：平行光线（太阳光）通过透镜后会聚的点，或通过透镜后发散光线的反向延长线的会聚点。（焦点一般有两个，并且一般关于透镜对称） 焦距：焦点到光心的距离。 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 光心：透镜的几何中心 *三条特殊光线 1.平行于主光轴的光线，通过凸透镜后会聚于焦点；通过凹透镜后，反向延长线会聚于焦点。 2.通过焦点的光线通过凸透镜后平行于主光轴；正向延长线通过焦点的光线通过凹透镜后平行于主光轴。 3.通过光心的光线通过透镜后方向不变。 二、凸透镜成像规律 1、u>2f 2、u=2f f v f f u2 2< < >，f v f u2 , 2= = 在异侧成倒立、缩小的实像在异侧成倒立等大的实像3、2f>u>f 4、u=f f v f u f2 , 2> < < f v f u f2 , 2> < < 在异侧成倒立、放大的实像 f u=不成像 5、u 室内灯具光度数据 C角度范围: 0度 - 360度C角度间隔: 30.0度γ角度范围: 0度 - 180度γ角度间隔: 1.0度 测试速度: 快速测试系统: 远方(EVERFINE)GO-2000B_V1系统 V2.0.270环境温度:24.6℃环境湿度:52.0% 测试距离:9.475米 [K=1.0000] 测试人员:RD001 测试日期:2012-3-29备注: 灯 具 等 光 强 曲 线 -90-80-70-60-50-40-30-20-100 102030405060708090 水 平 角 度(DEG) 垂 直 角 度(D E G ) Imax:4626(H1.0,V0.0) (At:C=0.0,Gamma=1.0)单位: cd 5% 231.310% 462.615% 693.820% 925.125% 115630% 138835% 161940% 185045% 208250% 231355% 254460% 277565% 300770% 323875% 346980% 370085% 393290% 416395% 4394 C 角度范围: 0度 - 360度C 角度间隔: 30.0度γ角度范围: 0度 - 180度γ角度间隔: 1.0度 测试速度: 快速测试系统: 远方(EVERFINE)GO-2000B_V1系统 V2.0.270环境温度:24.6℃环境湿度:52.0% 测试距离:9.475米 [K=1.0000]测试人员:RD001 测试日期:2012-3-29备注: 灯 具 有 效 平 均 照 度 图 1m 3.281ft 53.11cm 1.742ft 3162,4624lx 293.7,429.5fc 2m 6.562ft 106.22cm 3.485ft 790.4,1156lx 73.43,107.4fc 3m 9.843ft 159.33cm 5.227ft 351.3,513.7lx 32.64,47.73fc 4m 13.12ft 212.44cm 6.97ft 19 7.6,289.0lx 1 8.36,26.85fc 5m 16.4ft 265.55cm 8.712ft 126.5,184.9lx 11.75,17.18fc 高度 Eavg,Emax 直径 光束角:29.74度 光通输出:713.1 lm 注:曲线为灯具在不同投射距离下的照射区域及区域内平均照度. C 角度范围: 0度 - 360度C 角度间隔: 30.0度γ角度范围: 0度 - 180度γ角度间隔: 1.0度 测试速度: 快速测试系统: 远方(EVERFINE)GO-2000B_V1系统 V2.0.270环境温度:24.6℃环境湿度:52.0% 测试距离:9.475米 [K=1.0000]测试人员:RD001 测试日期:2012-3-29备注: 灯具配光曲线的认识基础知识 一、基本概念 定义：配光曲线其实就是表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。它可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强。 二、配光曲线的分类 配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。 轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。 对称：当灯具C0°和C180°剖面配光对称，同时C90°和C270°剖面配光对称时，这样的配光曲线称为对称配光 非对称：就是指C0°- 180°和C90°- 270°任意一个剖面配光不对称的情况。 配光曲线按照其光束角度通常可分为： 窄配光(< 20°) 中配光(20°> 40°) 宽配光(> 40°) 其实也没有严格的定义，各个厂家的对宽、中、窄的定义也略有不同。 说了半天的定义和分类。下面我们来看点实在的东西――支架的配光曲线图: 图1就是我们最为常见的极坐标配光曲线图了，要想读懂它首先要知道T和A这2条曲线分别来自哪在图形下面有注释：T= C0°-180°A= C90°-270°这个C表示的是水平面的角度（立体角是由水平角度和垂直角度2个角度组成）。z0°-180°组成了一个剖面，T就是表示光在这个剖面上的分布情况。在支架中C0°-180°一般被定义为垂直与灯管方向的。同理A就是表示光在C90°-270°剖面上的分布情况。如图3：知道了T和A两条曲线表示的剖面后，我们继续看看这每条曲线是如何来的。 极坐标图的原点（同心圆圆心处）为灯具发光面的中心；每个同心圆表示一个光强值，越靠外圈光强越大；图中的各个角度值就是这个剖面上的垂直角度了，向下方向被定义为0°如图4： 注意一点：图4有个 cd/1000 lm 的单位，这表示这是一个以千流明为标准的配光，实际的光强需要换算才能得到（如何换算不用说了吧，1000 lm下是50 cd，2000 lm LED灯具光强配光性能知识 （杭州） 1.配光曲线的测试原理 2.配光曲线的各项图表(光强分布图，光强矩阵图，光束角的分析，等照度曲线的分析） 3.LED灯具角度分类 4.室内照明直接眩光评价方法（亮度限制曲线） 5.如何用IES做照明设计分析灯具配光性能知识 LED优势 w电压：LED使用低压电源，单颗电压在1.9-4V之间，比使用高压 w电源更安全的电源。 w效能：光效高，目前实验室最高光效已达到161 lm/w（cree）,是w目前光效最高的照明产品。 w抗震性：LED是固态光源，由于它的特殊性，具有其他光源产品不能w比拟的抗震性。 w稳定性：10万小时，光衰为初始的70% w响应时间：LED灯的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间w最快的产品。 w环保：无金属汞等对身体有害物质。 w颜色：LED的带快相当窄，所发光颜色纯，无杂色光，覆盖整过可w见光的全部波段，且可由R\G\B组合成任何想要可见光。 （一）配光曲线测试原理 （二）配光曲线各项图表参数w1）基础参数 w灯具光通量（luminaire lumens） w有效光通量（effective luminous flux） w灯具效率（luminaire efficiency） w中心光强（central intensity） w最大光强（maximum intensity） w最大光强角度（angle of maximum intensity） w光束宽度（beam angle） w光强分布数据（intensity data distribution） w光谱分布曲线（intensity distribution curve） w平面等照度曲线(iso illumiance) 怎样看配光曲线图 任何灯具在空间各方向上的发光强度都不一样，我们可以用数据或图形把照明灯具发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示照明灯具的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的。所以，通过灯具轴线取任一平面，以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了。如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的，例如长条形的荧光灯具，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来说明空间光分布。取同灯具长轴相垂直的通过灯具中心下垂线的平面为C0平面，与C0平面垂直且通过灯具中心的下垂线的平面为C90平面。至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明非对称灯具的空间配光。为了便于对各种照明灯具的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000流明（lm）的假想光源来提供光强分布数据。因此，实际光强应是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与1000之比。照明灯具的光强分布是利用灯具的反光罩、透光棱镜、格栅或散光罩控制灯光实现的。反射罩是灯具的基本控光部件，它的反射比越高，规则反射越强,控光能力越显著。阳极氧化或抛光氧化铝、不锈钢板是常用的镜面发射材料。按照规则反射定律对铝反射罩的几何形状、尺寸进行周密设计，安装时注意光源精确定位，便能获得各种需要的光分布。格栅主要起遮蔽光源，减少直接眩光的作用。透过格栅的光分布一般比较狭窄。 三平面配光曲线二平面配光曲线光强分布3D模拟图 C90平面C0平面配光曲线 新版配光曲线1、2、3……之初识配光曲线！ 配光曲线的定义：配光曲线其实就是表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。它可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强。配光曲线的分类：配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。对称：当灯具C0°和C180°剖面配光对称，同时C90°和C270°剖面配光对称时，这样的配光曲线称为对称配光非对称：就是指C0°- 180°和C90°- 270°任意一个剖面配光不对称的情况。配光曲线按照其光束角度通常可分为：窄配光（< 20°）中配光（20°> 40°）宽配光（> 40°）其实也没有严格的定义各个厂家的对宽、中、窄的定义也略有不同。 凸透镜与凹透镜可以从以下几个方面加以区别：外形特征、对光线的作用、成像特点及用途等。具体方法如下： 方法一：用手摸，镜子的中央部分比边缘厚的是凸透镜，镜子的中央部分比边缘薄的是凹透镜。 方法二：隔着镜子观察距镜子较近的书上的字，有放大作用的是凸透镜；字变小的是凹透镜。 方法三：隔着镜子观察距镜子较近的书上的字，移动镜子，若发现像的移动方向总是与镜子的移动方向相同，则该镜子是凹透镜；若发现像的移动方向总是与镜子的移动方向相反，则该镜子是凸透镜。 方法四：隔着镜子观察窗外的物体，若能看到上下左右都颠倒的像，这种镜子是凸透镜；若看到像是正立的，这种镜子是凹透镜。 方法五：将点燃的蜡烛放在离透镜适当距离处，在另一侧光屏上能得到倒立实像的是凸透镜；无论怎样调节，在另一侧光屏上不能得到像的是凹透镜。 方法六：让镜子正对太阳光照射，在镜子的另一侧放一张与透镜平行的白色卡片纸，耐心调节镜子与纸之间的距离，能得到一个小亮点的是凸透镜；始终不能获得小亮点的是凹透镜。 方法七：观察阳光通过了两副眼镜在地面上形成的光斑，若形成光斑的中间比四周明亮，则镜子是凸透镜；若形成光斑的中间比四周暗，则镜子是凹透镜。 方法八：近视眼镜，是用凹透镜做成的。老花镜，是用凸透镜做成的。 说明：辨别凸透镜与凹透镜有好多方法，哪种方法好，要视具体情况而定。例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且精密光学仪器是不允许直接用手去摸的）；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法也不同。总之，一种好方法，应该简便、易行、有效。它是随场合变化而变化的，不宜一概而论。 技巧：当你想要判别两件事物的相同和不同之处时，就需要用比较与对比的方法。比较就是找出事物的相似性，即共同特征。对比是找出事物的不同点。用这种方法来分析事物，能帮助你发现一些平时容易忽略的细节。 凹面镜与凸透镜成像对比 利用焦平面和副光轴画任意光线通过凸、凹透镜 的光路图 有几个新的概念：副光轴---过焦点并穿过透镜的直线；焦平面---透镜另外一侧过焦点，且与主光轴垂直的平面 平行与副光轴的光线经过透镜折射后经过副光轴与焦平面的焦点 通过这个规律可以画出任意经过透镜的光线折射后的光线，这部分你 要有兴趣可以上网查找相关知识 什么叫薄透镜的焦平面和副光轴？ 通过焦点F ，F ＇垂直于主光轴的平面分别叫做物方焦平面和像 方焦平面。通过光心任一直线称为薄透镜的副光轴，副光轴跟焦平面的交点称为副焦点。与副光轴平行的入射光线其出射线都会聚于副轴跟像方焦平面的交点上，如图2-14所示的(a)和（c 2－14中的(b)和（d 什么叫做薄透镜的作图求像法？ 如图2-15所示：P 为近轴物点，我们从以P 点为顶点的入射光束中选 择三条特殊（典型）光线如下：①通过光心的光线方向不变；②通过（或指向）物方焦点的光线，其出射光线跟主光轴平行；③跟主光轴平行的入射光线，其出射光线都交于（或指向像方焦点。在作光路图时，从上述三条光线中任选其中两条，它们出射线的交点就是所求的像点。 如果物点在主光轴上，上述三条特殊光线重合为一条，故得不到交点，此时需要用副光轴和焦平面的有关性质来画光路图。 图2-16 焦平 面 (1)从P点作沿主轴的入射线，经凸透镜折射后方向不变； 点； 光线与沿主轴的光线交于P＇，它就是所求跟物点共轭的像点（P＇），如图2-16(a)。 2-16(b)所示。 上述用物方焦平面或像方焦平面，及副光轴求像的方法，也同样适合于凹透镜成像的情况。不过要注意凹透镜的像方焦平面在物空间，物方焦平面在像空间。图2-17所示为用凹透镜的像方焦平面作的成像光路图。步骤如下： 如图2-17所示）； 交 于B＇点； (3)连接A，B＇两点，它的延长线就是出射光线（折射光线）的方向，它与通过主轴的光线交于P＇，则P＇点即为所求的像点。同样可利用物方焦平面及副光轴作图求得像点P＇。上述方法同样适用于轴外（近轴）物点成像的情形。只不过比利用三条典型光线作图复杂罢了。但是，这种方法对处理复杂的光学系统（如显微镜、望远镜等）成像相当方便。 透镜 一、本节学习指导 了解凸透镜和凹透镜的区别要熟练掌握。初次解出“焦点、焦距”注意他们的概念，多观察图形。生活中常用的透镜要明白他们对光是如何影响的，比如放大镜，显微镜，照相机等。 二、知识要点 1、凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜。 2、凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜。 注：观察我们的眼镜，发现镜片是中间薄四周厚，是凹透镜。一般情况下，边缘越厚中间越薄，凹得越厉害，度数越高。 3、焦点和焦距 （1）主光轴：透镜两个球面球心的连线。 （2）光心：通常位于透镜的中心。 （3）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后会聚于一点，这一点叫做凸透镜的焦点。 （4）焦距：焦点到光心的距离，用f表示。注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。 4、透镜对光的作用 （1）凸透镜的作用：对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。 凸透镜的焦点：平行光线经凸透镜折射后，折射光线就会聚在主光轴上的一点。这一点就是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离叫焦距。 （2）凹透镜的作用：对光线有发散作用。 凹透镜的焦点：平行光经凹透镜折射后折射光的反向延长线过虚焦点。则入射光的延长线过虚焦点的，折射后一定是平行主光轴的光线。 5、粗略测量凸透镜的焦距 使凸透镜正对太阳光，下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到纸上光斑的距离就是凸透镜的焦距。 7、照相机 （1）物体在照相机胶卷上成的是一个倒立、缩小的实像。 （2）照相机的原理：物体到凸透镜的距离大于2倍焦距时，能成倒立缩小的实像。 （3）照相机的结构： ①胶片：感光显影后变为照相底片。 ②调焦环：调节镜头到胶片的距离(但上面数字表示景到镜头的距离。 ③光圈：控制镜头的进光量。 ④快门：控制曝光时间。 8、投影仪 （1）投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向。 （2）幻灯机的作用是：物体到凸透镜的距离在焦距和2倍焦距之间时，成放大、倒立的实像。 投影器与幻灯机的区别：投影器用两块大塑料螺纹透镜作聚光镜，并用一块平面镜把像反射到屏幕上。 9、放大镜 （1）放大镜所成的像是正立、放大的虚像。 （2）放大镜的原理：放大镜的原理：物体到凸透镜的距离小于焦距时，成放大、正立的虚像。 10、实像和虚像 （1）实像是实际光线会聚的，能用光屏接收，都是倒立的。 （2）虚像是光的反向延长线会聚而成的，不能用光屏接收，都是正立的。 灯具配光曲线及其电子文档标准格式 邹吉平(通用电气照明有限公司，上海市 200233) Photometric Curve of Luminaire and Standard Format of Its Electric File Zou jiping (General Electric Lighting Co.，Ltd.，Shanghai 200233，China) Abstract The requirement of popularization and application of lighting computer aided design technology can not be satisfied by traditional photometric curve．The article lists the intenational popular standards of electronic file format for photometric curve such as CIBSE TM一14，EULUMDAT，CIE 102， IESNA LM一63 etc、Taking IESNA LM一63—1995 as an example，it isintroduced how to interpret IES file of photometric curve and its remarkable points． such as the vertical and horizontal angle in IES files，photometric center of luminaries， problems in testing luminosity data of luminaries，etc． Key words Photometric curve Photometric web Vertical angle Horizontal angle Luminous surface shape Photometric center 摘 要传统的配光曲线表示法无法满足照明计算机辅助设计技术推广与应用的要求，本文列举了国际上比较流行的CIBSE TM一14、EULUMDAT、CIE 102、IESNA LM一63等配光曲线电子文件格式的标准 以IESNA LM 一63—1995为例。介绍了如何解读灯具配光曲线的IES 文件． 及值得注意的几个问题， 如IES文件中的垂直角度和水平角度，灯具的光学中心、测试灯具光度数据时遇到的问题等。 关键字配光曲线 光域网 垂直角度 水平角度 发光面形状 光学中心 1引言 传统的利用系数法、点照度法、概算曲线等照度计算方法主要依靠厂家提供灯具配光的印刷资料，在照明设计时．不仅繁琐费时．而且这些方法得出的结果准确性差。在过去十多年，国外照明行业的生产企业、软件商、设计公司纷纷进入中国市场，给国内的照明设计注入了新活力，使新一代的年轻照明设计师们更方便、更准确地采用照明设计软件计算照度． 计算机辅助照明设计LCAD技术在国内有了长足的发展。因此，灯具的配光曲线就必须采用标准的电子文档格式书写， 以便能够被各照明应用软件读取。为了正确地使用照明软件，准确地在软件中布置灯具．照明设计师们必须正确理解灯具配光曲线的电子文档格式。 2灯具配光曲线及其标准 配光是指光源(灯具) 在空间各个方向的光强分布，其表示方法有配光曲线、空间等照度曲线、平面相对等照度曲线、光强分布表格及数学函数表示等。在过去，使用最广泛、计算较方便的是配光曲线， 表示方法有极坐标法和直角坐标法等。灯具制造厂商一般会根据其灯具类型提供相关的印刷资料：对于投光灯，一般采用直角坐标表示法：对于室内灯具和道路灯具． 多采用极坐标表示法：为了计算方便，还提供利用系数曲线、概算曲线等。在照明设计软件得到普遍应用的今天，照明厂家除了提供印刷版的直角坐标或极坐标配光曲线 区别凸透镜和凹透镜的八种方法 凸透镜与凹透镜可以从以下几个方面加以区别：外形特征、对光线的作用、成像特点及用途等。具体方法如下： 方法一：用手摸，镜子的中央部分比边缘厚的是凸透镜，镜子的中央部分比边缘薄的是凹透镜。 方法二：隔着镜子观察距镜子较近的书上的字，有放大作用的是凸透镜；字变小的是凹透镜。 方法三：隔着镜子观察距镜子较近的书上的字，移动镜子，若发现像的移动方向总是与镜子的移动方向相同，则该镜子是凹透镜；若发现像的移动方向总是与镜子的移动方向相反，则该镜子是凸透镜。 方法四：隔着镜子观察窗外的物体，若能看到上下左右都颠倒的像，这种镜子是凸透镜；若看到像是正立的，这种镜子是凹透镜。 方法五：将点燃的蜡烛放在离透镜适当距离处，在另一侧光屏上能得到倒立实像的是凸透镜；无论怎样调节，在另一侧光屏上不能得到像的是凹透镜。 方法六：让镜子正对太照射，在镜子的另一侧放一与透镜平行的白色卡片纸，耐心调节镜子与纸之间的距离，能得到一个小亮点的是凸透镜；始终不能获得小亮点的是凹透镜。 方法七：观察通过了两副眼镜在地面上形成的光斑，若形成光斑的中间比四周明亮，则镜子是凸透镜；若形成光斑的中间比四周暗，则镜子是凹透镜。 方法八：近视眼镜，是用凹透镜做成的。老花镜，是用凸透镜做成的。 说明：辨别凸透镜与凹透镜有好多方法，哪种方法好，要视具体情况而定。例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且精密光学仪器是不允许直接用手去摸的）；在有太与没有太的场合，所选的方法也不同。总之，一种好方法，应该简便、易行、有效。它是随场合变化而变化的，不宜一概而论。 技巧：当你想要判别两件事物的相同和不同之处时，就需要用比较与对比的方法。比较就是找出事物的相似性，即共同特征。对比是找出事物的不同点。用这种方法来分析事物，能帮助你发现一些平时容易忽略的细节。 配光曲线 一、 定义：表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。它可以记录灯具的 光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强。 二、 配光曲线的分类：配光曲线按照其对称性质通常可以分为：轴向对称、对称和非 对称。 1、轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的 筒灯、工矿灯都是这样的配光。 2、对称：当灯具C0°和C180°剖面配光对称，同时C90°和C270°剖面配光对称时， 这样的配光曲线称为对称配光。 3、非对称：就是指C0°和C180°和C90°和C270°任意一个剖面配光不对称的情况。 三、配光曲线按照其光束角度通常可分为：窄光束；宽光束；中等光束等 窄光束：光束角<20° 中等光束：光束角：20°～40° 宽光束：光束角：>40° 四、详细说明：任何灯具在空间各方向上的发光强度都不一样，我们可以用数据或图形把照明灯具发光强度在空间的分布状况记录下来，通常我们用纵坐标来表示照明灯具的光强分布，以坐标原点为中心，把各方向上的发光强度用矢量标注出来，连接矢量的端点，即形成光强分布曲线，也叫配光曲线。因为大部份的灯具的形状是轴对称的旋转体，其发光强度在空间的分布也是轴对称的。所以，通过灯具轴线取任一平面，以该平面内的光强分布曲线来表明照明灯具在整个空间的分布就够了。如果照明灯具发光强度在空间的分布是不对称的，例如长条形的荧光灯具，则需要用若干测光平面的光强度分布曲线来说明空间 光分布。取同灯具长轴相垂直的通过灯具中心下垂线的平面为C0平面，与 C0平面垂直且通过灯具中心的下垂线的平面为C90平面。至少要用C0、C90两个平面的光强分布说明非对称灯具的空间配光。为了便于对各种照明灯具的光分布特性进行比较，统一规定以光通量为1000流明（lm）的假想光源来提供光强分布数据。因此，实际光强应是测光资料提供的光强值乘以光源实际光通量与1000之比。 照明灯具的光强分布是利用灯具的反光罩、透光棱镜、格栅或散光罩控制灯光实现的。反射罩是灯具的基本控光部件，它的反射比越高，规则反射越强,控光能力越显著。阳极氧化或抛光氧化铝、不锈钢板是常用的镜面发射材料。按照规则反射定律对铝反射罩的几何形状、尺寸进行周密设计，安装时注意光源精确定位，便能获得各种需要的光分布。格栅主要起遮蔽光源，减少直接眩光的作用。透过格栅的光分布一般比较狭窄。 L E D灯具配光曲线 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】 LED 灯具配光曲线 一.实验目的 1、理解配光曲线测试仪的基本原理。 2、掌握正确运用灯具配光曲线测试仪对LED 灯具进行测试。 3、掌握理解和分析配光曲线的测试报告的方法。 二.仪器用具 GO1900L 灯具配光测试系统，各种灯，夹具，米尺，灯具接头。 三.实验原理 1、测量系统构造和原理 在本系统中，测量是通过转动灯具的垂直转轴并且探头保持不动来实现的。因为垂直转轴通过灯具的光学中心，所以这就相当于探头绕着灯具在离灯具一定距离的球面上作圆周运动。 根据光度学相关知识可以知道，照度和光强的关系可以由下式来表示 2 cos r I E θ= （8-1） 式中：E 为照度，I 为光强，r 为光源到光接收面的距离，θ为光束中心与光接收面法线的夹角。在本系统中，θ始终为0，所以cos θ始终为1，公式简化为： 2r I E = （8-2） 因此， 2r E I ?= （8-3） 照度值E 由仪器测出，光源到探头的距离r 由用户按规定条件设定，那么光强值也就得到了。 本系统测试的另一个参数等效光通量Ф是在假设LED 灯具的发光特性在同一环带上是各向同性的前提下通过光强对立体角的积分来得到的，即将测试平面内（X 平面）两个与光轴夹角相等的测试点光强值作算术平均后得到一条X 平面内的光强分布曲线（关于光轴对称），见图8-2。然后将这条曲线绕光轴旋转180°得到LED 在整个空间的光强分布。计算公式如下式所示： ?Ω?=Φi i d I （8-4） 式中，I i 为两个与光轴夹角相等的测试点光强的算术平均值，Ωi 为同纬度环带立体角。假想一个以灯具光学中心为球心、灯具光轴为极轴、测试距离为半径的球面，把光强分布曲线测试点的光强等效成球面上同纬度环带的平均值。 什么是配光曲线? 发光强度空间分布通常称为“配光曲线”,对白炽灯、荧光灯和充气灯,其分布范围几乎接近4π空间; 但对LED,接近2π空间的配光曲线都是很少的,因为LED的方向性比较强。配光曲线一般都采用极坐标来表示,对于LED只要0°～180°的极坐标就足够了, 即只需用传统电光源极坐标纸的一半。 配光曲线的定义： 配光曲线其实就是表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。它可以记录灯具的光通量、光源数量、功率、功率因数、灯具尺寸、灯具效率包括灯具制造商、型号的等信息。当然最关键的还是记录了灯具在各个方向上的光强。 配光曲线的分类：配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。 轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。对称：当灯具C0°和C180°剖面配光对称，同时C90°和C270°剖面配光对称时，这样的配光曲线称为对称配光 非对称：就是指C0°- 180°和C90°- 270°任意一个剖面配光不对称的情况。 配光曲线按照其光束角度通常可分为：窄配光（40°）宽配光（> 40°） 其实也没有严格的定义各个厂家的对宽、中、窄的定义也略有不同。 说了半天的定义和分类。下面我们来看点实在的东西——支架的配光曲线图 T = C0°-180° A = C90°-270° 这里的第一张图就是我们最为常见的极坐标配光曲线图了，要想读懂它首先要知道T和A这2条曲线分别来自哪。在图形下面有注释：T = C0°-180°A = C90°-270°这个C表示的是水平面的角度（立体角是由水平角度和垂直角度2个角度组成）。0°-180°组成了一个剖面，T就是表示光在这个剖面上的分布情况。在支架中C0°-180°一般被定义为垂直与灯管方向的。同理A就是表示光在C90°-270°剖面上的分布情况。如下图： 知道了T和A两条曲线表示的剖面后，我们继续看看这每条曲线是如何来的。 极坐标图的原点（同心圆圆心处）为灯具发光面的中心； 每个同心圆表示一个光强值，越靠外圈光强越大； 图中的各个角度值就是这个剖面上的垂直角度了，向下方向被定义为0°如下图： 注意一点：图中有个cd/1000 lm 的单位，这表示这是一个以千流明为标准的配光，实际的光强需要换算才能得到（如何换算不用说了吧，1000 lm下是50 cd，2000 lm就是100 cd咯！）。这样做是为了方便在不同灯具间进行配光比较。 下面一张图其实就是等照度曲线图，就是用曲线把照度相同的点连接起来，相信这个图很容易理解吧，注意这里同样是千流明的等照度曲线图。大家可以上下对应看一下，找找配光曲线的感觉。 后一张是等照度曲线图。 看看这张曲线图和前面的不一样了吧，其实仔细观察下可以发现他们只是表示方式不一样而已，基本元素都一样。首先是有两条曲线一条实线是C0°-180°，虚线则是C90°-270°。横向的角度值表示剖面上的垂直角度，0度为灯具发光面中心。纵向数值表示光强。同样注意左上角cd/1000 lm。 从虚线也就是C90°-270°这条线上可以看出此灯具是非对称配光的。如何看？对称不对称主要是只角度。配光曲线的角度一般是这样定义的：灯具的光束角度为峰值（最大值）光强的一半光强值所包含的角度。以上图为例虚线的峰值大概是在1100cd左右，一半峰值也就是550cd左右，在左边的角度应该是10多度，右边应该不到10度，从而可以判断此灯为非对称配光。这里说到的角度的定义方法是欧标使用的（也是目前国内常用的），美标略有不同。它是定义为峰值（最大值）光强的1/10光强值所包含的角度为灯具光束角。 等照度曲线图也不多说了，很简单的，注意图中的黑点就好，那就是灯具的位置。从此表也可以验证此灯的对称属性，明显光是向前的多向后的少。 透镜成像光路图 1.如图所示，画出通过透镜的折射光线． 2.在图中，画出入射光线。 3.凸透镜对光线具有会聚作用，请完成下面平行光线经凸透镜折射后的光路. 4.完成甲乙两图中的光路图. . F F O F F O F F F F F F 甲 乙 F F F F 甲 乙 o F F o F F 6.如图所示，画出光线ab和Oc通过透镜前后的完整光路. 7.请在图的方框内画出合适的透镜。 8.请画出图中入射光线经过凹透镜后的折射光线 9.如图所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在图中画出射向凸透镜这束 入射光和经平面镜反射的光路，并标出反射角的度数. 10.如图所示，一个凸透镜的主光轴与平静水面重合，F为凸透镜的焦点．请画出图中光线 F F F F Ｆ Ｆ 30° 60 ° Ｆ Ｆ 30 °O F O F 11.根据图中的入射光线画出相应的折射光线． 12.如图所示，SA、SB是光源S发出的两条光线．其中SA平行于主光轴，SB过左焦点，请 画出这两条光线通过凸透镜后出射光线（注意标出箭头方向）. 13.如图所示，画出光线通过透镜后的光路图. 14.请在图中画出两条入射光线经过凸透镜后的折射光线. 15.图中L为凸透镜，MN为其主光轴，D为光心，若物体AB经凸透镜成的实像为A'B’，试 用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F，并在图中标出F的位置. 16.完成如图所示的光路. 17.在图中画出入射光线经过凸透镜后的折射光线. 18.如图，竖直放置的凸透镜，F为它的焦点，a为沿水平方向射向凸透镜的光线，b为通过 焦点的光线。请你画出凸透镜的主光轴及a、b经凸透镜的折射光线. 19.完成如图所示透镜的光路图. 20.入射光线和出射光线如图所示，可知方框内的光学元件对光有_______作用，请将该元件 画在方框内．凸凹透镜成像光路图规律总结
如何看配光曲线图
凸透镜和凹透镜的特点及对光线的作用(人教版)
初二物理-透镜-详细知识点
凸凹透镜成像规律光路图总结
飞利浦830-3000LM LED光源配光曲线测试报告
灯具配光曲线的认识基础知识
LED灯具配光曲线资料
怎样看配光曲线图
区别凸透镜和凹透镜的八种方法
如何画任意光线通过凸、凹透镜的光路图
八年级上册物理透镜_知识点及习题
灯具配光曲线及其电子文档标准格式
区别凸透镜和凹透镜地八种方法
解读配光曲线图
LED灯具配光曲线
配光曲线图
(完整版)第五章透镜成像光路图