光照度计算公式

关于光照度计算公式光的性质：可见光：波长在380~760nm之间的电磁波辐射。不同波长的光在视觉上形成不同的颜色。多色光：一般光源发出的光往往是由不同波长的电磁波组成，这样的光，称为多色光。单色光：波长单一的光，称为单色光。第2页,共38页，2024年2月25日，星期天13-1基本光度单位及应用一、光通量二、发光强度三、照度四、亮度第3页,共38页，2024年2月25日，星期天一、光通量：光通量：是按照国际约定的人眼视觉特性评价的辐射能通量（辐射功率）。用表示，单位：光瓦，流明（）。第4页,共38页，2024年2月25日，星期天光谱光效应函数V

：描述人眼对不同波长单色光的视亮度感受性的差异。如图13-1。明视觉光谱光效应函数：将黄绿光=555nm的感觉量定为1，其余波长光的感觉量都小于1，如图中的实线；暗视觉光谱光效应函数：以的蓝绿光=510nm的感觉量定为1，如图中虚线。第5页,共38页，2024年2月25日，星期天光通量的计算公式：若为多色光，则光通量为各单色光的总和。即：波长为的辐射通量单位换算：1光瓦等于辐射通量为1W，波长的黄绿光所产生的光感觉量。光瓦单位太大，常用另一较小单位流明（）。1光瓦第6页,共38页，2024年2月25日，星期天二、发光强度：发光强度：指光源所发出的光通量在空间的分布密度。不同光源发出的光通量在空间的分布往往不同。公式计算：当点光源在某一方向上的无限小立体角内发出的光通量为时，则该方向上的发光强度为第7页,共38页，2024年2月25日，星期天发光强度的单位：坎德拉（Candela），符号。立体角的单位：球面度，符号。如图13-2，在一半径为的球心O处放一光源，它向球表面ABCD所包围面积S上发出F的光通量。面积S在球心形成的立体角为：则这一方向的发光强度为：第8页,共38页，2024年2月25日，星期天三、照度：照度：表示被照面上的光通量密度。计算公式：设被照面无限小面积上所接受的光通量为，则该点处的照度为：当光通量均匀分布在被照面上时，则此时被照面的照度为：单位：勒克斯第9页,共38页，2024年2月25日，星期天四、亮度：物体在视线方向上的发光强度越大，投影面积越小，就感到它越亮，即亮度越大。亮度单位：熙提sb，太阳亮度20万sb，蓝天0.2~2.0sb，白炽灯灯丝亮度300~500sb。第10页,共38页，2024年2月25日，星期天13-2人眼的视觉特性一、视觉二、亮度阈三、视野四、视力五、眩光第11页,共38页，2024年2月25日，星期天一、视觉视觉：指人眼通过对光的感受由大脑中产生的感觉。视觉的形成过程：光源（太阳或灯）发出光辐射；外界景物在光照射下产生颜色、明暗和形体的差异，相当于形成二次光源；二次光源发出不同强度、颜色的信号进入人眼瞳孔，借助眼球调节，在视网膜上成像；视网膜上接受的光刺激（即物象）变为脉冲信号，经视神经传给大脑，通过大脑的解释、分析、判断而产生视觉。第12页,共38页，2024年2月25日，星期天二、亮度阈亮度阈：指能够引起视觉感觉的亮度范围的上、下限值。物体具有一定亮度是在视网膜上成像以引起视觉感觉的基本条件。实验表明人眼能感觉到物体存在一个最低亮度阈；视觉可以忍受的亮度上限约为，超过这一数值，视网膜就会因辐射过强而受到损伤。第13页,共38页，2024年2月25日，星期天三、视野视野：指当头和眼睛不动时人眼能察觉到的空间范围。视野范围：单眼视野在垂直方向的角度约，水平方向约；双眼视野较小一些，约占总视野中的范围。视线周围内物体能在视网膜中心成像，清晰度最高，这部分叫“中心视野”；目标偏离中心视野以外观看时，叫“周围视野”；视线周围视觉环境的清晰度也较好。第14页,共38页，2024年2月25日，星期天四、视力视力：指任凭借视觉器官辨认目标或细节的敏锐程度。在数量上，视觉敏锐度等于刚能分辨的视角的倒数，即视角：物体大小（或其中某细节的大小）对眼睛形成的张角。如图13-9。视角计算式较小时的近似式通常用“分”表示视角大小：第15页,共38页，2024年2月25日，星期天眼分辨细节的能力主要是中心视野的功能。医学上常用兰道尔环或“E”型视标检验人的视力。如图13-10。视觉敏锐度随背景亮度、亮度对比、细节呈现时间、眼睛的适应状况等因素而变化。第16页,共38页，2024年2月25日，星期天五、眩光眩光：指亮度过高或亮度对比过大的刺眼光源。不同位置的眩光对视力影响程度不同。如图13-11。眩光源的尺寸也影响刺激量的大小，尺寸大的就刺眼一些。直射眩光：直接被眼看到，引起视觉功能损失的眩光；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，同样能引起视觉功能的损失，称反射眩光。第17页,共38页，2024年2月25日，星期天13-3材料的光学性质一、定向反射和透射二、扩散反射和透射

（一）均匀扩散材料（二）定向扩散材料第18页,共38页，2024年2月25日，星期天第19页,共38页，2024年2月25日，星期天光的反射、吸收和透射。如图13-13。据能量守恒，有反射、吸收和透射光通量与入射光通量之比，分别称为反光系数、吸收系数和透光系数，即第20页,共38页，2024年2月25日，星期天表13-1，13-2列出了常用建筑材料的反光系数和透射系数，供采光设计时参考使用。第21页,共38页，2024年2月25日，星期天为作好采光和照明设计，还需了解光通量经介质反射和透射后分布上的变化。根据光通量分布变化的角度不同，反光和透光材料均可分为两类：一类是定向的；一类是扩散的。光线经定向类材料的反射和透射后，光分布的立体角没有变；而光线经扩散类材料的反射和透射后，入射光通量程度不同的分散在更大立体角范围。第22页,共38页，2024年2月25日，星期天一、定向反射和透射定向反射：光照射到表面很光滑的不透明材料上，出现定向反射。人眼通过对光的感受由大脑中产生的感觉。特点：（如图）入射角等于反射角；入射光线，反射光线以及反射表面的法线处于同一平面。利用这种特点将光滑表面放在合适位置，可将光线反射到所需位置，或避免光源在视线中出现。aaa第23页,共38页，2024年2月25日，星期天第24页,共38页，2024年2月25日，星期天第25页,共38页，2024年2月25日，星期天定向透射：光照射到透明材料上，出现定向透射。若透明材料两表面彼此平行，则透过光线的方向和入射方向保持不变，只在材料内产生微小的折射；若两表面不平性，各处厚薄不均，因折射角不同透过的光线就不平行。第26页,共38页，2024年2月25日，星期天二、扩散反射和透射半透明材料使入射光线发生扩散透射；表面粗糙的不透明材料使入射光线发生扩散反射。据对光的扩散状况，可将材料分为均匀扩散和定向扩散两类。第27页,共38页，2024年2月25日，星期天（一）均匀扩散材料：均匀扩散材料将入射光线均匀地向四面八方反射或透射，从各角度看，其亮度完全相同，看不见光源形象。这类材料的亮度和发光强度分布如图13-15。第28页,共38页，2024年2月25日，星期天（二）定向扩散材料：某些材料同时具有定向和扩散两种性质。在其定向反射（透射）方向上具有最大的亮度，而在其它方向也有一定亮度，如图亮度和发光强度分布。这时在反射方向可看到光源的大致形象，但轮廓不似定向反射那样清晰，而在其它方向又类似扩散材料具有一定亮度，不象定向反射材料那样没有亮度。第29页,共38页，2024年2月25