建筑光學(xué)基本知識講稿

13-1基本光度單位及應(yīng)用13-2人眼的視覺特性13-3材料的光學(xué)性質(zhì)第十三章建筑光學(xué)基本知識光的性質(zhì)：可見光：波長在380~760nm之間的電磁波輻射。不同波長的光在視覺上形成不同的顏色。多色光：一般光源發(fā)出的光往往是由不同波長的電磁波組成，這樣的光，稱為多色光。單色光：波長單一的光，稱為單色光。13-1基本光度單位及應(yīng)用一、光通量二、發(fā)光強度三、照度四、亮度一、光通量：光通量：是按照國際約定的人眼視覺特性評價的輻射能通量（輻射功率）。用表示，單位：光瓦，流明（）。光譜光效應(yīng)函數(shù)V

：描述人眼對不同波長單色光的視亮度感受性的差異。如圖13-1。明視覺光譜光效應(yīng)函數(shù)：將黃綠光=555nm的感覺量定為1，其余波長光的感覺量都小于1，如圖中的實線；暗視覺光譜光效應(yīng)函數(shù)：以的藍綠光=510nm的感覺量定為1，如圖中虛線。光通量的計算公式：若為多色光，則光通量為各單色光的總和。即：波長為的輻射通量單位換算：1光瓦等于輻射通量為1W，波長的黃綠光所產(chǎn)生的光感覺量。光瓦單位太大，常用另一較小單位流明（）。1光瓦二、發(fā)光強度：發(fā)光強度：指光源所發(fā)出的光通量在空間的分布密度。不同光源發(fā)出的光通量在空間的分布往往不同。公式計算：當(dāng)點光源在某一方向上的無限小立體角內(nèi)發(fā)出的光通量為時，則該方向上的發(fā)光強度為發(fā)光強度的單位：坎德拉（Candela），符號。立體角的單位：球面度，符號。如圖13-2，在一半徑為的球心

O處放一光源，它向球表面ABCD所包圍面積S上發(fā)出F的光通量。面積S在球心形成的立體角為：則這一方向的發(fā)光強度為：三、照度：照度：表示被照面上的光通量密度。計算公式：設(shè)被照面無限小面積上所接受的光通量為，則該點處的照度為：當(dāng)光通量

均勻分布在被照面上時，則此時被照面的照度為：單位：勒克斯四、亮度：物體在視線方向上的發(fā)光強度越大，投影面積越小，就感到它越亮，即亮度越大。亮度單位：熙提sb，太陽亮度20萬sb，藍天0.2~2.0sb，白熾燈燈絲亮度300~500sb。13-2人眼的視覺特性一、視覺二、亮度閾三、視野四、視力五、眩光一、視覺視覺：指人眼通過對光的感受由大腦中產(chǎn)生的感覺。視覺的形成過程：光源（太陽或燈）發(fā)出光輻射；外界景物在光照射下產(chǎn)生顏色、明暗和形體的差異，相當(dāng)于形成二次光源；二次光源發(fā)出不同強度、顏色的信號進入人眼瞳孔，借助眼球調(diào)節(jié)，在視網(wǎng)膜上成像；視網(wǎng)膜上接受的光刺激（即物象）變?yōu)槊}沖信號，經(jīng)視神經(jīng)傳給大腦，通過大腦的解釋、分析、判斷而產(chǎn)生視覺。二、亮度閾亮度閾：指能夠引起視覺感覺的亮度范圍的上、下限值。物體具有一定亮度是在視網(wǎng)膜上成像以引起視覺感覺的基本條件。實驗表明人眼能感覺到物體存在一個最低亮度閾；視覺可以忍受的亮度上限約為，超過這一數(shù)值，視網(wǎng)膜就會因輻射過強而受到損傷。三、視野視野：指當(dāng)頭和眼睛不動時人眼能察覺到的空間范圍。視野范圍：單眼視野在垂直方向的角度約，水平方向約；雙眼視野較小一些，約占總視野中的范圍。視線周圍內(nèi)物體能在視網(wǎng)膜中心成像，清晰度最高，這部分叫“中心視野”；目標(biāo)偏離中心視野以外觀看時，叫“周圍視野”；視線周圍視覺環(huán)境的清晰度也較好。四、視力視力：指任憑借視覺器官辨認目標(biāo)或細節(jié)的敏銳程度。在數(shù)量上，視覺敏銳度等于剛能分辨的視角的倒數(shù)，即視角：物體大小（或其中某細節(jié)的大?。ρ劬π纬傻膹埥恰Ｈ鐖D13-9。視角計算式較小時的近似式通常用“分”表示視角大小：眼分辨細節(jié)的能力主要是中心視野的功能。醫(yī)學(xué)上常用蘭道爾環(huán)或“E”型視標(biāo)檢驗人的視力。如圖13-10。視覺敏銳度隨背景亮度、亮度對比、細節(jié)呈現(xiàn)時間、眼睛的適應(yīng)狀況等因素而變化。五、眩光眩光：指亮度過高或亮度對比過大的刺眼光源。不同位置的眩光對視力影響程度不同。如圖13-11。眩光源的尺寸也影響刺激量的大小，尺寸大的就刺眼一些。直射眩光：直接被眼看到，引起視覺功能損失的眩光；反射眩光：在一些光滑表面上，也可能看到眩光源的反射形象，同樣能引起視覺功能的損失，稱反射眩光。13-3材料的光學(xué)性質(zhì)一、定向反射和透射二、擴散反射和透射

（一）均勻擴散材料（二）定向擴散材料光的反射、吸收和透射。如圖13-13。據(jù)能量守恒，有反射、吸收和透射光通量與入射光通量之比，分別稱為反光系數(shù)、吸收系數(shù)和透光系數(shù)，即表13-圣1，13拘-2列出掛了常用建孫筑材料的柳反光系數(shù)鬧和透射系碎數(shù)，供采湊光設(shè)計時指參考使用炸。為作好采更光和照明繞設(shè)計，還導(dǎo)需了解光花通量經(jīng)介粘質(zhì)反射和叮透射后分渾布上的變宗化。根據(jù)光通音量分布變削化的角度連不同，反喚光和透光猛材料均可網(wǎng)分為兩類摘：一類是滴定向的；廈一類是擴壇散的。潛光償線經(jīng)定向摧類材料的唯反射和透詠射后，光及分布的立云體角沒有牧變；而光打線經(jīng)擴散遷類材料的麥反射和透孤射后，入拜射光通量膚程度不同滾的分散在招更大立體昌角范圍。一、定向坐反射和透河射定向反射：光照射母到表面很瞞光滑的不竿透老明粒材料上，位出現(xiàn)定向昂反射。人叮眼通過對圾光脆的感受由拴大腦中產(chǎn)民生的感覺偵。惜特輛點：（如樣圖）入射角曲等于反射諸角；蠻入射光線偽，棄反射光刮線以及反考射表面的肚法線處于立同一貢平面。堤利用這種路特點將光遺滑表面放墨在合適小位置尸，可將光三線反射到麗所需位置季，倘或避免光籍源在視線遮中出現(xiàn)。aaa定向透尿射：光照判射到透僚明材料支上，出于現(xiàn)定向吃透射。票若甩透明材橡料兩表萬面彼此百平行，紅則透過哄光線的浩方向和翼入射方淺向保持揭不變，隔只在材千料內(nèi)產(chǎn)惰生微小嶄的折射籠；小若兩繩表面不辦平性，儀各處厚籍薄不均騎，因折哪射角不訓(xùn)同透過剪的光線趴就不平歲行。二、擴散技反射和透屆射半透明坡材料使?jié)h入射光湊線發(fā)生牌擴散透扣射；表面粗秋糙的不租透明材膏料使入產(chǎn)射光線奇發(fā)生擴爽散反射毀。據(jù)對光的淹擴散狀況溪，可將材擴料分為均猴勻擴散和則定向擴散歷兩類。（一）潤均勻擴惹散材料鍛：均勻擴坑散材料睬將入射鹿光線均抬勻地月向四面戰(zhàn)八方反運射或透額射，從讓各角度邀看，其亡亮度完商全相同古，看不啊見光壺源形象鞠。這類塔材料的恒亮度和坦發(fā)光強丘度分布地如圖13-1率5。（二）蔑定向擴慰散材料硬：某些材核料同時涼具有定抹向和擴往散兩種扇性質(zhì)。維在其定洞向反射野（透射演）方向渴上具有速最大的將亮度，凡而在其謝它方向置也有一寺定亮度蘇，如圖駛亮度和猴發(fā)光強損度分布迫。這時在反黨射方向可?？吹焦庠慈傅拇笾滦沃?，但輪剖廓不似定刮向反射那鍋樣清晰，濱而在其它庭方向又類遵似擴散材泥料具有一協(xié)定亮度，孩不象定向諸反射材料蜂那樣沒有扁亮度。顏色顏色波長nm紅640~750橙600~640黃550~600藍480~550綠450~480紫400~450顏色分類色調(diào)（色說相）：單色光在蘇白色背景灶上呈現(xiàn)的乎顏色明度：顏色相殖對明暗逃的特性餡。亮度醉、反射該比彩度（原飽和度森）：顏色的慚純潔性旬。白色顏色混合三原色描：紅（登700nm）妹、綠（54葵6.1nm）貼、藍（4撿35.像8nm）混合規(guī)律位：1、互補糧色