人眼感受的概况色可 以当作是入射光中减去一些_www.6446.com|www.6449.vip|www.6449.cn 

移动版

www.6446.com > www.6449.cn >

人眼感受的概况色可 以当作是入射光中减去一些

第1篇 建建光学 第1章 建建光学根基学问 一、光的视觉性质 光是一种电磁辐射。任何能发光 的物体均称为光源。如太阳、白 炽灯、日光灯等。 建建光学中会商的光凡是为可见 光。波长范畴为:380nm~ 780nm 。 波长分歧,光色也分歧。 波长 780nm:红外光,有很好 的热效应; 波长380nm:紫外光,有极强的 杀菌消毒能力。 二、人眼的视觉特点 人眼的构成: 瞳孔 水晶体 视网膜 感光细胞 锥状细胞 杆状细胞 二 、人眼的视觉特点 1、视野范畴(双眼不动): 程度:180° 垂曲:130°(上方60°,下方 70° )。 从核心视场往外到30° 范畴内 是视觉清晰区域,是旁不雅物体 总体的有益。凡是坐正在离 展品高度的2~1.5倍的距离不雅 赏展品,就是使展品处于视觉 清晰区域内。 二、人眼的视觉特点 2. 明、暗视觉 人对光的反映称为视觉,它次要通过人眼的 感光细胞来实现。 视网膜上分布有两类感光细胞: 锥状感光细胞:惹起明视觉,分辩物体的颜色和 大小,活络度高; 杆状感光细胞:惹起暗视觉,既不克不及分辩物体的 颜色,也不克不及分辩物体的细节,灵度低。 二、人眼的视觉特点 3、颜色感受:分歧波长的光正在视觉上构成分歧的颜色 波长长——暖色;波长短——冷色。 二、人眼的视觉特点 4、光谱光视效率:人眼旁不雅同样功率的辐射,正在分歧波 长时感受到的敞亮程度纷歧样。光的客不雅辐射功率转换成 人眼的客不雅功率,有一个“转换效率”问题,称为 “光谱光视效率”,简称“光效率”。其大小随波长分歧 而分歧,用V(λ) 暗示。 V(λ )=Φm/Φ 指正在特定光度前提下,波长为λm取波长λ的单色辐射获得 不异视觉感受时,两个单色辐射通量之比。 λm----最大视感受处的波长: 二、人眼的视觉特点 光效率有明暗视觉之分。 明视觉:555nm (黄绿光) 暗视觉:507nm (蓝绿光) _ 三、根基光度单元 光通量 发光强度 照度 亮度 1、辐射通量:单元时间内从光源概况辐射出的各类波长 光能量的总和,也可理解为光源的辐射功率,是一个客不雅 量。 2、光通量:人眼对光的感受量,即:辐射通量对人眼所 惹起的视觉强度,用Ф 暗示。其大小等于辐射通量取光效 率的乘积,单元为流明(lm)。 三、根基光度单元 Φ = Km ∫ Φe, λV (λ )d λ Φe,λ----波长为λ的单色辐射通量(w) V(λ) ----CIE光谱光视效率 Km----最大光谱光视效能。明视觉时为683 lm/w 例1:已知纳光灯发出波长为589nm的单色光, 设其辐射通量为10.3w,试计较其发出的光通 量。 解:从图1-4相对光谱光视效率图(实线)曲 线中可查出,对应波长的V(λ) =0.78,则该单 色光源发出的光通量为 Φ 589 = 683 × 10.3 × 0.78 = 5487lm 3、发光强度 立体角: =A /r2 单元:球面度(sr) =1sr 当A= r2时, 光通量反映的是人眼的单元时间内 光源向四面八方辐射的总能量。正在建建 光学中,常需光源向某一标的目的辐射 的能量,即光通量的空间分布密度,称 为“发光强度”。 发光强度的单元:坎(Candela, cd), 它暗示光源正在1球面度立体角内平均发 出1lm的光通量。 Iα=Ф/ 1cd=1lm / 1sr 4、照度 被照面(工做面)上单元面积上接遭到的光通量,即为 “照度”,其本色为光通量的平面密度。 若是光通量Ф 平均地分布正在A面上,则A面上的照度 E=Ф/A E=Ф 照度单元是勒克斯(Lx) 性质:照度能够间接相加,几个光源同时映照正在被照 面时,其上的照度为单个光源别离存正在时构成的照度的 代数和。 5、亮 度 亮度,它既取物体概况的照度相关,但又不克不及全由它来决 定。 例:若将黑、白两种物体别离置于房间的统一,则可 发觉,白色物体的概况要比黑色物体的概况亮一些,可是, 它们获得的照度倒是一样的。这申明,照度不克不及间接反映 人眼对物体的敞亮感受。 研究发觉:物体的敞亮程度次要通过人眼视网膜上的成像 照度来反映,成像的照度越大,则被视物体的发光或反光 就显得越亮。 亮度的定义:发(反)光体或发光概况正在视线标的目的单元 投影面积上的发光强度。 Lα=Iα / Acosα 亮度的常用单元为:坎德拉每平方米(cd/㎡ ) 另一个较大的单元为:熙提(sb),暗示1 c㎡ 面积上发 出1cd时的亮度单元。 1sb=10000cd/㎡ 亮度是个客不雅量,我们眼睛所感遭到的物体敞亮程度, 除了取物体概况亮度相关外,还取的明暗程度相关。 6、发光强度和照度的关系 点光源正在被照面上构成的照度,取发光强度和距离有 关 “发光强度”的描述对象是光源,暗示一个光源正在某 个标的目的上发射的能量。 “照度”的描述对象是被照面(工做面) 两者之间的量化公式:E = I / r2 距离平方反比定律:点光源正在一概况构成的照度取它 正在这个标的目的上的发光强度成反比,和它到被照 面的距 离平方成 反比。 6、发光强度和照度的关系 当入射角不等于0时,而是构成α角,则: 点光源正在概况法线取光线成α角处构成的 照度取它正在α标的目的上的发光强度和入射角 α的余弦成反比,和它到被照 面的距离 平方成 反比。 E=Icosα/r2 A1=A2/cosα 例2 :如图所示:正在桌上2m处挂40w白炽灯,光通量Ф =350lm,求灯下桌面点1及点2处的照度。 解: I=Φ/?=350/4π =27.87cd E1=Icosα 1/r12 = 6.97lx E2=Icosα 2 /r2 2 27.87 2 = 2 × = 4.99lx 2 2 2 2 +1 1 +2 7、亮度和照度的关系 亮度取照度的关系是指光源亮度和它所构成的照 度之间的关系。 E=Lα cosθ 立体角投影定律:某一亮度为Lα发光概况正在被照 面上构成的照度,是这一发光概况的亮度Lα取该 发光概况正在被照点上构成的立体角 正在被照面的 投影( cosθ )的乘积。 合用于光源尺寸相对于它取被照点距离较大时。 定律表白:某一发光概况正在被照面上构成的照度, 仅和发光概况的亮度及其正在被照面上构成的立体 角投影相关,而和该发光概况面积的绝对值无关。 四、视度及其影响要素 视度——看物体的清晰程度。 影响视度的要素有: 1.亮度 最低亮度:3.14×10-5 cd/m2 对劲照度: 1500~3000 lx 最高亮度:1.6×105 cd/m2。 四、视度及其影响要素 2.物件尺寸: 视角,取物件的现实尺寸、物体到眼睛的距离相关。 α = d × 3440 / l 四、视度及其影响要素 3.对比: 亮度对比系数c C = ?L / Lb 试验证明:物体亮度、视角大小和对比三个要素对视度的 影响是相关的。 四、视度及其影响要素 4.识别时间: 邦森—-罗斯科定律:亮度×识别时间= 视觉顺应:当境亮度发生变化时,人眼需要调理入射 亮光,改变视网膜的感光度的变化过程。 (1)明顺应——从暗到明的顺应过程,1分钟摆布 (2)暗顺应——从明到暗的顺应过程,10~35分钟 5.眩光:视野内呈现过高的亮度,或过大的亮度对比,惹起视觉 不舒服、烦末路或委靡。 间接眩光 不舒服眩光 按照发生缘由 按照发生后果 反射眩光 失能性眩光 眩光的避免 消弭或减轻间接眩光的办法: 光源的亮度; 添加眩光光源的布景亮度,减小两者之间的亮度对比; 尽可能的增大眩光光源的仰角。 减小反射眩光的办法 尽量使视觉功课的概况为无光泽的概况; 应使视觉功课避开和远离照明光源同人眼构成的镜面 反射区域; 利用发光概况积大、亮度低的光源; 使惹起镜面反射的光源构成的照度正在总照度中所占的 比例削减。 五、颜 颜色的根基特征: 光源色就是由光源发射的光的颜色。 色 颜色:指光感化于人眼惹起除抽象以外的视觉特征。 光被物体反射或透射后的颜色称为物体色。人眼感受的概况色可 以当作是入射光中减去一些波长的光而发生的。 颜色的分类和属性: 颜色分为无彩色和有彩色两大类。 色彩的三要素: 色相(色调):各类单色光正在白色布景上呈现的颜色。 明度:指颜色相对明暗的视觉特征。 彩度(饱和度):指的是彩色的性。 光源色温:当光源的颜色和一完全辐射体(黑体)正在某一温度下 发出的光色不异时,完全辐射体的温度就叫做光源的色温,符号 TC ,单元为K。 例如:40瓦的白炽灯色温是2700K,40瓦荧光灯色温为3000— 7500K。 光源显色指数:物体正在待测光源下的颜色和它正在参考尺度光源下 颜色比拟的合适程度叫做光源显色指数,符号Ra。 例如:500瓦的白炽灯Ra为95—99,荧光灯Ra为50—93。 五、颜 色 六、材料的光学性质 ——光遇介质时的特征 ——光遇介质时的特征 问题:光线颠末介质反射和透射后,光通量的分布变化? 总入射光通量=反射光通量+接收光通量+透射光通量 Φα Φτ + + = ρ +α +τ =1 Φ Φ Φ Φ ρ= ρΦ α = Φα Φ τ = Φτ Φ 光通量颠末介质反射和透射后, 光的分布变化取决于: 材料概况的滑腻程度和材料内 部布局 Φρ Φ = Φρ +Φα +Φτ 六、材料的光学性质 ——材料按光学性质的分类 ——材料按光学性质的分类 1、定向反射取定向透射 光线射到概况很滑腻的欠亨明材料上,发生定向反射。 特点(1)入射角=反射角; (2)入射光线、反射光线取材料法线)正在定向反射标的目的可清晰看到光源抽象。 光线射到概况很滑腻的通明材料上,发生定向透射。 (1) 入射光线)入射光线、折射光线取材料法线)正在定向透射标的目的可清晰看到另一侧气象。 颠末反射或透射后,光源的亮度和发光强度降低: 亮度: 发光强度: Lτ = L × τ , L ρ = L × ρ I τ = I ×τ , I ρ = I × ρ 六、材料的光学性质 2、扩散反射取透射 入射光线射到半通明材料上,发生扩散透射。 入射光线射到概况粗拙的欠亨明材料上,发生扩散反射。 (1)平均扩散材料 特点(1)将入射光线平均向四面八方反射或透射; (2)材料概况亮度完全平均; 反射材料 透射材料 L = E × ρ /π L=E ×τ /π 六、材料的光学性质 (1)平均扩散 特点(1)将入射光线平均向四面八方反射或透射; (2)概况亮度完全平均; (3) 发光强度的分布从命朗伯余弦定律 I α = I 0 × cos α (4)看不见光源抽象。 六、材料的光学性质 (2)定向扩散材料 大都材料同时具有定向和扩散两种性质。它们正在定向反射 和定向透射标的目的,具有最大的亮度,而正在其他标的目的也有一 定亮度。能够看见光源大致抽象。 思虑题: 为什么有的商铺大玻璃橱窗能 够像镜子似的照出人像,却看不清 里面陈列的展品?

光学根基学问_物理_天然科学_专业材料。任何能发光 的物体均称为光源。第1篇 建建光学 第1章 建建光学根基学问 一、光的视觉性质 光是一种电磁辐射。波长范畴为:380建建光学中会商的光凡是为可见 光。如太阳、白 炽灯、日光灯等。

(责任编辑:admin)