光学总复习 1课件.ppt

建 筑 光 环 境 河南科技大学 李宁 本篇知识构架 第1章 建筑光学基本知识 ——光环境的相关概念 第2章 天然采光 ——各种采光窗的采光特性和采光设计及计算方法 第3章 建筑照明 ——人工光源和灯具的光学特性及其基本的照明设计和计算方法 第1章 建筑光学基本知识 人眼看到的光是一种能够直接引起视感觉的电磁辐射，其波长范围为380~780nm。 明视觉、暗视觉和中间视觉 明视觉是指在明亮环境中（大于 3cd/m2以上的亮度水平），主要由视网膜的锥体细胞起作用的视觉。明视觉能够辨认很小的细节，此时人眼具有颜色感觉，而且对外界亮度变化的适应能力强，反应迅速。 暗视觉是指在黑暗环境中（小于0.01cd/m2以上的亮度水平），主要由视网膜的杆体细胞起作用的视觉。暗视觉只有明暗感觉而无颜色感觉，也无法辨认物体的细节，对外部明暗变化的适应能力低，反应缓慢。 中间视觉发生在明视觉与暗视觉之间，此时视觉系统的锥状和杆状细胞同时在起作用，二者的作用大小依实际而变化。 视觉适应 从明亮环境到较暗环境时，人眼对环境转换的适应称为暗适应，适应时间较长。 从较暗环境到明亮环境时，人眼对环境转换的适应称为明适应，适应时间较短。 光谱光视效率 在明暗视觉下，人眼观看相同功率、不同波长的光辐射，感觉到的明亮程度不同。人眼的这种特性常用光谱光视效率V(λ)的曲线表示。 明视觉时，人眼感到黄绿光部位最亮，最大值 在波长555nm处；暗视 觉时，蓝绿光部位最亮， 最大值在507nm。 ——在不同光亮条件下 人眼感受性不同的现象称 为普尔金耶效应 （Purkinje effect） 1. 光通量 ? 光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。 不同光源发出的光通量在空间的分布是可以调节的。例如，使用灯罩就会使得同一光源向下反射的光通量增加，故，了解光通量的空间分布状况也很必要 2. 发光强度 I 发光强度：表示光源光通量的空间密度 光源在某一方向的发光强度定义为光源在该方向上单位立体角内发出的光通量。 ?表示发光强度与方向有关 单位：坎德拉(candela, cd) 3. 照度 E 光通量和发光强度都是光源自身的特性，对于被照面而言，常要研究其实际被照射的程度，常用“照度”来衡量。 定义：落在单位面积被照面上的光通量的数值，即被照面上的光通量密度 。 表达式（当光通量均匀分布在被罩表面上时）： 其中，Φ为光通量（lm），A为被照面面积（m2） 单位：勒克斯(lux, lx)，相当于1 lm的光通量均匀分布在1 m2的被照面上 4. 光源的发光强度 I 与被照面的照度E之间的关系 5. 亮度 L 亮度和照度有何区别？照了不一定亮！ 反光和透光材料 按照材料反光透光特性，将其分为两大类：一类属于规则的，另一类为扩散的。 规则反射与透射材料 入射角＝反射角 例子：玻璃镜、磨得很光滑的金属表面 应用：利用反射光线的指向性，将表面放在合适位置，将光线反射到需要的地方，或避免光源在视线中出现 光线射到透明材料上则产生规则透射。规则透射是在无漫射的情况下，按照几何光学的定律进行的透射：材料两表面平行，则光线透射方向与入射方向平行；若两表面不平行，透射光线也不与入射光线平行。 例子：平板玻璃，隔着它可以清楚地、毫无变形地看到另一侧景物；压花玻璃，使外界形像扭曲不清，不分散室内人们注意力，又避免室内活动从室外一览无余。 扩散反射与透射材料 分两类：漫射材料、混合反射与透射材料 漫射材料（均匀扩散材料） 入射光线均匀地向四面八方反射或透射，各角度亮度相同 例子：石膏和大部分无光泽、粗糙的建筑材料，如粉刷涂料、砖墙等属于漫反射材料；乳白玻璃和半透明塑料属于漫透射材料，透过它看不见光源形像或外界景物，只能看见材料本色和亮度上的变化，常用于灯罩、发光顶棚，以降低光源亮度，减少刺眼程度。 混合反射与透射材料——同时具有规则和扩散两种性质 与入射角相同的反射角方向上、与入射方向一致的透射方向上有最大亮度，其它方向也有一定亮度 例子：光滑的纸、较粗糙的金属表面、油漆表面及磨砂玻璃（注意与压花玻璃不同） 应用：办公桌表面材质 眩光 分类 失能眩光：如白天眼睛正视太阳、夜间眼睛正视迎面而来的汽车灯光。 不舒适眩光：一个很大的高亮度光源在接近视线的范围内，虽不会降低视力，但会引起视觉上的不舒适。如看阳光下的积雪等。 直接眩光：由高亮度光源的光线直接进入人眼内所引起 反射眩光：光源通过光泽表面，特别