第七章城市光环境案例

第七章 城市光环境
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第一节 光环境基础
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一、人类对光的认识------早期与宗教的关系
1中国 盘古—盘古开天辟地 夸父—夸父追日 2北欧 巴尔德尔（Baldur）：光明之神。 3.希腊 阿波罗：（罗马也称阿波罗）Apollo，在诗与艺术中表 现为光明、青春和音乐之神，又是太阳神，与阿尔忒弥 斯是孪生姐弟。 4.埃及 光明：太阳神拉 5基督 光明：上帝 6.印度 苏利耶：太阳神。 7.祆教（波斯神话） 光明：光明（就是火）
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(1)视觉阈限 能引起光觉的最低限度的光亮，就称为视觉识别的阈限，一般用亮度 来度量，又称为亮度阈限。

（2）对比灵敏度与识别速度
识别速度与目标尺寸、亮度对比、环境亮度有关
自然光的照度与视觉的关系
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（3）明适应与暗适应 当视觉环境内亮度有比较大幅度变化时，视觉对视觉环境 内亮度变化的顺应性就称适应。 （4）恒常现象与视觉疲劳 一个物体在照明的性质与强度发生变化的情况下，人对 该物体还保持原有的识别状态，这种现象叫恒常现象。 长时间在恶劣的照明环境下进行视觉工作，易引起疲劳。 500LX---1000LX的照度范围适合于绝大多数连续工作的 室内作业场所。 （5）眩光 由于视野中的亮度分布或者亮度范围的不适应，或存在 极端的对比，以至引起人眼的不舒适感觉或者降低观察 细部的能力，这种视觉现象称为眩光。 眩光的改善 办法：间接 照明
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牛顿 （ 1643—1727） 艾萨克·牛顿（Isaac Newton）是英国伟大的数学家、物理学家、天 文学家和自然哲学家.

1672年，牛顿发表了论文《关于光和颜色的理论》，虽然白光是通过三 棱镜后形成彩色光谱的现象前人早已发现，但是牛顿首先将这一现象解 释为白光是由光谱中各种色光混合而成的，他认为光的复合和分解就像 不同颜色的微粒混合在一起又被分开一样。 1905年，爱因斯坦运用量子论解释了光电效应。他给光子作了十分明 确的表示，特别指出光与物质相互作用时，光也是以光子为最小单位进 行的。
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1、与中国宗教的关系
盘古开天劈地
他的左眼变成了太阳，右眼变成了月亮；头发和胡须变成了 夜空的星星；
夸父追日
据说“夸父”本是一个巨人族的名称，住在遥远北方一座名 叫“成都载天”的大山上。夸父族的人想，要是能把太阳追 回来，让它永久高悬在成都载天的上空，不断地给大地光和 热，那该多好啊！于是他们从本族中推选出一名英雄，去追 赶太阳，他的名字就叫“夸父”。
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一、人类对光的认识------科学的认识
视觉的问题或许是最早的光学的问题，古希腊人认为，视
觉的形成是由于从眼睛里发出的光线触及了物体。
欧几里得 （ 前330---前275） 古希腊数学家，他的《光学》是保存下来的最早的几何光
学著作。为15世纪的直线透视画法提供了理论基础。 托勒密 （ 约90---168） 古希腊天文学家，其著作描述过大气折射，并提出折射角 和入射角成比例。 阿尔 哈森 （965—1038） 阿拉伯学者，使用了球面镜和抛物面反射镜，注意到了透 镜的放大效应和大气折射，著有《光学全书》
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二、人类对光的应用
1、早期的应用
火
2、电的发明与电灯的发明
1879年10月22日，爱迪生点燃了 第一盏真正有广泛实用价值的电 灯。从这时候开始人类对光的应 用开始出现大的分化，自然光与 人工光应用。
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三、人类对光的特性的认识
1、光的度量Βιβλιοθήκη

辐射通量：光源在单位时间内发射或接收的辐射能量。符号: Φe, 单位：瓦特（W） 光通量：光源的光输出量。符号：φv,单位：流明（lm） 发光效率：单位辐射通量所产生的光通量。单位：流明每瓦（lm/W ） 立体角：以O为原点做一射线，该射线围绕原点在空间运动，且最 终仍回到初始位置，射线扫过形成一个锥面，该锥面所包围的空间 称为立体角。符号：d Ω，单位：球面度（sr） 发光强度：光源在指定方向上单位立体角内发出的光通量。简称光 强。符号I，单位：坎德拉（cd）. 照度：被照明单位面积上接收的光输出量。符号E，单位：勒克斯 （lx）或流明每平方米。（lm/m2） 亮度：表征发光表面或被照面反射光的发光强弱的物理量。符号： L，单位：坎德拉每平方米
3、光与色彩




色调：只含有唯一波长的光是单色光，其颜色称之为光谱色。光的波 长不同，则它的颜色也不同。 显色性：指显色指数。当显色指数在90—100范围时，显示物体的颜 色可达到正确可靠的程度。符号：Ra。 色表：观察光源本身时所得到的颜色印象。 彩度：是颜色色调的表现程度。 色温：光源与黑色的颜色相同时，该黑色的温度就称为光源的色温。 黑体在800—900K温度是的颜色是红色。3000K时为黄白色。
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开普勒 （1571----1630） 德国天文学家，发现行星沿椭圆轨道运动，提出行星运
动三定律。1604年开普勒在其著作《对威蒂略的补充 ——天文光学说明》中认为从一个点光源发出的光的强 度与距离的平方成反比。 笛卡尔 （1596—1650） 法国哲学家、物理学家、数学家、生理学家。解析几何 的创始人。《屈光学》是笛卡尔《方法论》的三个附录 之一。在《屈光学》中提出了关于光的本性的两种假说 。一种认为，光是类似于微粒的一种物质，另一种假说 认为光是一种以“以太”为媒介的压力。笛卡尔的这两 种假说为后来的“微粒说”与“波动说”的大争论埋下 了伏笔。
（6）可见波长：可见光的波长范围380～780 nm；
（7）颜色感：不同波长的单色光引起人不同的颜色感；
（8）亮度感的光谱效应：人对555nm的黄绿光最敏感；
（9）视觉锐度（分辨率）；
（10）视觉惰性、对比效应、双眼效应、视错觉等。
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人工发光光源分类
①热辐射光源
②气体放电光源 ③电致发光光源
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格罗斯泰斯特 （ 1168—1253） 中世纪数学家、牛津主教。他认为光的性质在自然这些中占有重要的 地位，并在研究中特别强调数学和几何的运用。他认为颜色紧紧与亮 度有关，推测彩虹是由于光通过水汽的云层时发生反射和折射而形成 的。

他认为颜色是亮度胡变化,从白色到 红色、黄色、蓝色、紫色最后到黑 色，亮度依次变小。 罗吉尔 培根 （ 约1214—约1292） 英国思想家，实验室科学的先驱，曾设想过眼睛、望远镜、显微镜等发 明。他认为彩虹是阳光在一个个单个小水滴之间进行反射所形成的。