发布时间： 2018-08-11 11:28:22 　 浏览次数: 0 作者：admin

照明基础概述

    光是人们最熟悉的物质之一，通常所说的紫外辐射、可见光及红外辐射都属于光的范畴。但是并不是所有的光都可以被人眼看到，能被人眼看到的只有可见光波段的光，通常是从380nm～780nm（nm：纳米 长度单位1nm＝10^-9ｍ），波长大于780nm的为红外线、无线电等，短于380nm的为紫外线、X射线、γ射线宇宙射线等。可见光部分又分为解成红光、黄光、橙光、绿光、青光、蓝光、紫光等七种基本单色光。

 图2-1可见光在电磁波中的波谱

光和其它所有的电磁辐射一样，在真空中以每秒约30万千米的速度沿直线传播。当光通过某种物质时如水或空气，其传播速度会减慢。光在真空中的速度和在媒质中的速度比值称为该媒质的折射率，在折射率不同的两种媒质的界面上，入射光线产生折射与反射现象。另外光在传播过程中还会产生散射，漫反射、漫透射现象等等。

1.1国际单位制7个SI基本单位

了解下国际单位制的7个SI基本单位，其余所有单位都可以由SI单位和SI单位的倍数和分数单位导出。SI基本单位分别为：长度(m)、质量(kg)、时间(s)、电流(A)、热力学温度(K)、物质的量(mol)、发光强度(cd)。

1.1.1 长度(m)：是在1983年底十七届国际计量大会定义的，为“光在真空中(1/299792458)秒的时间间隔内所经路径的长度”。因为光速在真空中的传播速度是永远不变的，因而基准米以微观的自然基准就更加精确了。

1.1.2. 质量(kg)：千克是唯一的实物基准，1901年第三届国际计量大会正式定义以90%的铂和10%的铱所组成的铂铱合金，制成直径和高都为39毫米的圆柱体千克原器。

    1.1.3. 时间(s)：1967年第十三届国际计量大会决定采用现在秒的定义：“秒是以铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁相对应的辐射的9192631770个周期的持续时间”。

1.1.4. 电流(A)：其定义：“在真空中，界面即可忽略的两根导线相距1m的无限延长平行园直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用里在每米长度上为2×10^-7N,则每根导线中的电流为1A”。

1.1.5. 热力学温度(K)：其定义为：“热力学温度开尔文是水三相点热力学温度的1/273.16”，因为水的三相点固态、液态、汽态三相间平衡时的温度为0.01℃。

1.1.6. 物质的量(mol)：“是一个系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元(原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合)数与0.012kg碳12的原子数目相等”根据摩尔的定义，对物质的量可以理解为：含6.022045×10²³个碳原子，它们的重量是12g，或1mol的碳12原子含有6.022045×10²³个碳原子，其质量为12g。同样1mol的水分子含有6.022045×10²³个水分子，则它的质量为18g。

1.1.7. 发光强度(cd)：1979年第十六届国际计量大会对坎德拉的定义：“一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出的频率为540×10¹²HZ的单色辐射，且在此方向上的辐射强度我(1/683)W/sr”，其中频率为540×10¹²HZ的辐射波长为555nm，是人眼感觉最灵敏的波长。

下表列出了基本的辐射度量的名称、符号、定义方程及单位、单位符号

表2-1基本的辐射度量的名称、符号、定义方程及单位符号

1.2自然基准

自然基准所复现的量值不受时间、地点、材料、样品尺寸、温度等各种因素的影响，具有很高的复现性和稳定性。在7个SI国际单位制中除了质量(kg)是唯一的实物基准，其余均为自然基准。

1.3黑体辐射

黑体又称为普朗克辐射体或完全辐射体，就是指这样一种物体，它能够在任何温度下将辐射到它表面上的任何波长的能量全部吸收，而毫无反射和透射的理想物体。即为吸收率为1，而反射率和透射率都为0的物体。

理想的黑体是没有的，但是可造出与其性质极相似的物体。图2-2所示小孔黑体腔例子。空腔几乎是全封闭的，只留下一个小孔，小孔的直径小于腔体直径的十分之一，腔的内壁由铂黑或煤烟等吸收率很高、反射率很小的材料做成．入射光进入小孔后落在这种内壁上，大部分被吸收，少部分被反射而落在内壁的另外部分，再被吸收和反射。  

   图2-2小孔黑体腔

入射后的辐射必须经过内壁的多次反射后才能再透出．由于内壁材料的反射率很小，所以透出的辐射就非常少。也就是说，由于腔内壁的多次反射和吸收的结果，实际上不可能有什么辐射能再透出，因而入射的辐射几乎被腔体完全吸收，即吸收率接近于１。在日常生活中，我们从外面看到开着不大窗户的房间几乎是黑洞洞的，也就是这个道理。

黑体的光谱分布特性是由普朗克公式给出：

                                                                         式2-1

其中：C₁=2πhc²=3.741832×10^-16(w·m²)

      C₂=hc/k_B=1.438786×10^-2(w·K)

式中：C_1，C₂均为常数

h＝6.63×10^-34为普朗克常量，焦.秒；

k_B＝1.38×10^-23为玻尔兹曼常量，焦/开；

c为真空中的光速，299792458米/秒。

由式2-1可看出可以得到图2-3所示的黑体辐射的相对光谱能量分布曲线(这里是光谱辐射出度按照波长分布的曲线)。由该图可见，随着温度的升高，曲线下的面积，即黑体的辐射出度迅速增加，峰值辐射的波长λ逐渐减小，即逐渐移向短波。黑体的光谱分布完全取决于它的温度而与材料、尺寸和表面状态等无关，只要温度一定黑体辐射的光谱分布就是一定的。

图2-3黑体辐射的相对能量分布

   在光辐射测量中，常用A光源(2856K)作为原始标准光谱能量分布来标定其它的辐射体，以用作测量标准光谱。