LED照明手册(专业版)

LIGHTING HANDBOOK

章节1-知识库

从一个物理的观点, 光明显为能量现象。然而, 并非下定义，据此操作工程学领域的那些人需要理解两个主要方面来描述光的特性, 即几何学和能量学的方面。

光在空间中传播方式根据几何学光学的定律可归类于几何学方面;由电磁波可携带能量的类型和量则与能量学方面相关联。

1.1 自然光

光-我们用以表示电磁射线这一词, 当穿透眼睛时,被转换成为神经的刺激并产生可看到之感觉。电磁射线的范围是相当宽广的，但是只有一小部份限定范围的波可被眼睛辨识。

如果我们试着提升一个物体的温度, 它将开始释放热射线能量(红外) , 以及在此之后, 在更高的能量阶, 它将发射光。

几个理论建立光的发射和发光之间的相互关系。根据波理论, 以电磁波形式传送放射能量特点为两个物理学的量: 波长和频率。

波长, 常规用希腊字母L来表示, 是在完全振荡周期期间由波传播的距离。在国际系统中用米或者毫微米表示。

频率, 用字母N表示, 表示在一秒钟内发生的完全振荡周期的数量, 用赫兹(Hertz)表示。

传播速度C是为完成振荡的波长和时间之间的比例,以公里/每秒(km/s)测量。

电磁波的传播速度根据它发生的场所的媒介不同而变化。

于真空如下:

Co @300 Km/s

在任何媒介中适用下面的关系式:

C =Co / n

N为介质场所与真空比较的折射索引表。

频率N,传播速度C和波长的L , 如下关系型:

C = n . l

透过如果频率N为所知, 我们能够容易计算波长L , 反之亦然。

基于电磁波的各自波长能够给电磁波分类:使用电磁射线的光谱图表表示这个分类。

16

14

12

10

8

6

4

2

-2

-4

-6

电磁射线光谱和可见的射线光谱。

在光谱中含有的波长范围很广, 从10 -5次方nm到10 16次方nm。

在可见射线领域中间更小得多, 包括这个紫外线极限值-380nm-和这个红外线极限值-780nm。把" 光" 定义为由在这二个极端之间的射线产生的感觉。

1.2刺激作用, 感觉和视觉的感知。

眼睛是我们的身体的器官中负责从这个外部世界收集发光刺激和转换为神经刺激传送给脑。眼睛为一个类似摄影照相机的方法工作。虹膜调节光的量, 以与快门相同的精确模式, 而眼睛的水晶体正好像一个照相机镜头, 虽然调整系统是不同的,在眼睛为水晶体的形状中的变化,在照相机中为镜头的一个向前向后的运动。最后,视网膜在这个神经结尾那里,这是敏感元素,等同于摄影底片。

这个光学神经的结尾由光敏感的巢型网格称为锥形物和棒形成了。尤其是, 把棒用作夜晚视力(或者较暗视力)且并对颜色不敏感, 而锥形物为白天视力 (或者光适应的视力) , 由亮度和照明的水平在某种门限上面产生,并可以容易感知和识别颜色。

Cornea

Cavity

Lens

Vitreous body

Iris with pupil as the

visual apertur e

Ciliary muscle for

adaptation of lens to

different viewing

-

distances (accommo

dation)

optical nerve:视力神经fovea:蜂窝体组织cornea:角膜cavity:眼腔lens:水晶体Vitreous body:玻璃体iris with pupil as the visual arerture:虹膜及瞳孔ciliary musde:睫毛肌retina:视网膜choroids membrane:脉络膜sclera:巩膜

FIGURE 2

人类眼睛的示意性横截面。

眼睛负责从这个外部世界捕捉发光刺激和到对脑传送的神经脉冲里转换他们。

视网膜表面上锥形物和棒筋条发送不同类的刺激讯号, 并且根据视网膜部分对不同的光刺激产生了结果的回应。更近一步我们从最高光感应集中的蜂巢组织中心发现，更多的视网膜感应性质减少了。亦即表示敏锐的视觉只能在非常小的角度中达成。

FIGURE 3

一个摄影照相机的轴向剖面部分。

由视网膜捕捉的发光的使锥形物和棒筋条启动, 产生电信号; 接下来传送讯号及由脑处理, 产生视觉感觉。只要刺激突然以及剧烈的增加或者减少,视网膜要花费相当数量的时间以适应于这个新能级,在这期间视力是缺乏效能的。

当过渡从黑暗到光亮下条件完全调整适应正常需要的时间是大约 1 分钟, 处于相反的情况的时间大约30秒钟。调整适应曲线根据亮度不同而定, 根据初始很快速的调整以及后续变慢速度标出的一个对数模式图而定。

1,70 m

10

20

45

3

2

45

1

1,20 m

30

1

2

25

35

3

60

65

1

30

15

2

3

15

30

65

1,20 m

152540

90 1.0

0.6

0.2

H

Visual field (1), preferred visual field (2) and optimum field of vision(3) of a person standing (above) and sitting (centre, below) for vertical visual tasks.

Frequency H of angle of sight .for horizontal visual tasks. Preferred field of vision between 15°and 40°, preferred direction of view 25°.

FIGURE 4

这个人类视觉范围的图表。眼睛对发光刺激的灵敏性根据刺激的视网膜的部分不同而变化。

视觉过程从由眼睛收到的刺激的捕捉开始, 结束于脑的处理和诠释。刺激诠释只一部分是与生俱来的,且易受时间增长不断进化和调整。必须牢记, 无论如何, 视觉不归属于单一独立的刺激, 而在他们的全部所有发光环境的条件中。一个一如往例光的环境可能会被感觉是恰当或者不足,其根据