一级注册建筑师《建筑材料与构造》:光的特性和基本量

发布时间:2019-06-21 18:14:16 来源:中公建设工程网 浏览次数:

光的特性和基本量

㈠光的特性

1.光是以电磁波形式传播的辐射能。波长为380~780nm的辐射是可见光(见图15-1)。lnm=10-9m。

2.不同波长的光在视觉上形成不同的颜色,单色光是单一波长的光,如700nm的单色光呈红色;复合光是不同波长混合在一起的光。

3.人眼对不同波长的单色光敏感程度不同,在光亮环境中人眼对555nm的黄绿光最敏感;在较暗的环境中对507(510)nm的蓝绿光最敏感。

㈡光的基本量

常用光度量有光通量、发光强度、照度、亮度。

1.光通量

光通量是根据辐射对标准光度观察者的作用导出的光度量,符号是φ,单位是流明(lm)。光源在整个空间发出的光通量叫总光通量。40W白炽灯的光通量约为350lm,36W T8型荧光灯光通量约为3350lm,比白炽灯高8倍多。

2.发光强度

⑴立体角:球面面积和球心O形成的角度叫立体角,符号Ω,单位是球面度(sr)。

⑵发光强度

光源在给定方向上的发光强度是光源在这一方向立体角dΩ内传输的光通量dφ与该立体角之比,符号为I,单位是坎德拉(cd)。

发光强度表征光源或灯具发出的光通量在空间的分布密度。一个白炽灯泡点亮后向四周发出光通量,它的各个方向发光强度大致相等;如果加上一个向下反射的灯罩,向下的发光强度增加,向上的发光强度减少,从而使光能充分地利用。例如一个40W的白炽灯平均光强为28cd,加上一个搪瓷灯罩后,正下方光强增加到70~80cd。

3.照度

表面上一点的照度是入射在包括该点面元上的光通量dφ和该面元面积dA之比,符号是E,单位是勒克斯(lx)。照度和距离的平方成反比。

照度是被照面单位面积上接受光通量的多少。夏季中午日光下,地平面上的照度可达105lx。40W白炽灯台灯下,桌面上平均照度约为200~3001x。

在英制单位,照度单位是英尺坎德拉(fc),由于lm2=10.76ft2,所以lfc=10.761x。

4.发光强度和照度的关系

如果以球面为被照面,光线垂直于被照面时,被照面上的照度与光源的发光强度成正比,与距离的平方成反比。

5.亮度

发光面或反光面在单位面积上的发光强度,符号Lα,单位是坎德拉每平方米(cd/m2)。

1坎德拉每平方米也叫尼特(nt,nit)。

亮度的单位还有熙提sb,阿熙提(asb),它们的关系是:lsb=1cd/1cm2,lsb=104nt,lasb/π=1nt

太阳的亮度为20万sb,白炽灯丝的亮度为300~500sb,40W荧光灯亮度为0.8~0.9sb,无云蓝天的亮度为0.2~2.0sb。

6.照度和亮度的关系

某发光面在被照面形成的照度和发光面的亮度成正比,与发光面在被照面上的立体角投影成正比,上式也叫立体角投影定律。

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