發(fā)布時(shí)間： 2018-08-11 11:28:22 瀏覽次數(shù): 0 作者：admin
照明基礎(chǔ)概述
光是人們最熟悉的物質(zhì)之一，通常所說(shuō)的紫外輻射、可見(jiàn)光及紅外輻射都屬于光的范疇。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見(jiàn)光波段的光，通常是從380nm～780nm（nm：納米 長(zhǎng)度單位1nm＝10-9ｍ），波長(zhǎng)大于780nm的為紅外線、無(wú)線電等，短于380nm的為紫外線、X射線、γ射線宇宙射線等。可見(jiàn)光部分又分為解成紅光、黃光、橙光、綠光、青光、藍(lán)光、紫光等七種基本單色光。
圖2-1可見(jiàn)光在電磁波中的波譜
光和其它所有的電磁輻射一樣，在真空中以每秒約30萬(wàn)千米的速度沿直線傳播。當(dāng)光通過(guò)某種物質(zhì)時(shí)如水或空氣，其傳播速度會(huì)減慢。光在真空中的速度和在媒質(zhì)中的速度比值稱(chēng)為該媒質(zhì)的折射率，在折射率不同的兩種媒質(zhì)的界面上，入射光線產(chǎn)生折射與反射現(xiàn)象。另外光在傳播過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生散射，漫反射、漫透射現(xiàn)象等等。
1.1國(guó)際單位制7個(gè)SI基本單位
了解下國(guó)際單位制的7個(gè)SI基本單位，其余所有單位都可以由SI單位和SI單位的倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位導(dǎo)出。SI基本單位分別為：長(zhǎng)度(m)、質(zhì)量(kg)、時(shí)間(s)、電流(A)、熱力學(xué)溫度(K)、物質(zhì)的量(mol)、發(fā)光強(qiáng)度(cd)。
1.1.1 長(zhǎng)度(m)：是在1983年底十七屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)定義的，為“光在真空中(1/299792458)秒的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長(zhǎng)度”。因?yàn)楣馑僭谡婵罩械膫鞑ニ俣仁怯肋h(yuǎn)不變的，因而基準(zhǔn)米以微觀的自然基準(zhǔn)就更加精確了。
1.1.2. 質(zhì)量(kg)：千克是唯一的實(shí)物基準(zhǔn)，1901年第三屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式定義以90%的鉑和10%的銥所組成的鉑銥合金，制成直徑和高都為39毫米的圓柱體千克原器。
1.1.3. 時(shí)間(s)：1967年第十三屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定采用現(xiàn)在秒的定義：“秒是以銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷相對(duì)應(yīng)的輻射的9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間”。
1.1.4. 電流(A)：其定義：“在真空中，界面即可忽略的兩根導(dǎo)線相距1m的無(wú)限延長(zhǎng)平行園直導(dǎo)線內(nèi)通以等量恒定電流時(shí)，若導(dǎo)線間相互作用里在每米長(zhǎng)度上為2×10-7N,則每根導(dǎo)線中的電流為1A”。
1.1.5. 熱力學(xué)溫度(K)：其定義為：“熱力學(xué)溫度開(kāi)爾文是水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16”，因?yàn)樗娜帱c(diǎn)固態(tài)、液態(tài)、汽態(tài)三相間平衡時(shí)的溫度為0.01℃。
1.1.6. 物質(zhì)的量(mol)：“是一個(gè)系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元(原子、分子、離子、電子及其他粒子，或這些粒子的特定組合)數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等”根據(jù)摩爾的定義，對(duì)物質(zhì)的量可以理解為：含6.022045×1023個(gè)碳原子，它們的重量是12g，或1mol的碳12原子含有6.022045×1023個(gè)碳原子，其質(zhì)量為12g。同樣1mol的水分子含有6.022045×1023個(gè)水分子，則它的質(zhì)量為18g。
1.1.7. 發(fā)光強(qiáng)度(cd)：1979年第十六屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)對(duì)坎德拉的定義：“一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該光源發(fā)出的頻率為540×1012HZ的單色輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度我(1/683)W/sr”，其中頻率為540×1012HZ的輻射波長(zhǎng)為555nm，是人眼感覺(jué)最靈敏的波長(zhǎng)。
下表列出了基本的輻射度量的名稱(chēng)、符號(hào)、定義方程及單位、單位符號(hào)
表2-1基本的輻射度量的名稱(chēng)、符號(hào)、定義方程及單位符號(hào)
1.2自然基準(zhǔn)
自然基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值不受時(shí)間、地點(diǎn)、材料、樣品尺寸、溫度等各種因素的影響，具有很高的復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性。在7個(gè)SI國(guó)際單位制中除了質(zhì)量(kg)是唯一的實(shí)物基準(zhǔn)，其余均為自然基準(zhǔn)。
1.3黑體輻射
黑體又稱(chēng)為普朗克輻射體或完全輻射體，就是指這樣一種物體，它能夠在任何溫度下將輻射到它表面上的任何波長(zhǎng)的能量全部吸收，而毫無(wú)反射和透射的理想物體。即為吸收率為1，而反射率和透射率都為0的物體。
理想的黑體是沒(méi)有的，但是可造出與其性質(zhì)極相似的物體。圖2-2所示小孔黑體腔例子?？涨粠缀跏侨忾]的，只留下一個(gè)小孔，小孔的直徑小于腔體直徑的十分之一，腔的內(nèi)壁由鉑黑或煤煙等吸收率很高、反射率很小的材料做成．入射光進(jìn)入小孔后落在這種內(nèi)壁上，大部分被吸收，少部分被反射而落在內(nèi)壁的另外部分，再被吸收和反射。
圖2-2小孔黑體腔
入射后的輻射必須經(jīng)過(guò)內(nèi)壁的多次反射后才能再透出．由于內(nèi)壁材料的反射率很小，所以透出的輻射就非常少。也就是說(shuō)，由于腔內(nèi)壁的多次反射和吸收的結(jié)果，實(shí)際上不可能有什么輻射能再透出，因而入射的輻射幾乎被腔體完全吸收，即吸收率接近于１。在日常生活中，我們從外面看到開(kāi)著不大窗戶的房間幾乎是黑洞洞的，也就是這個(gè)道理。
黑體的光譜分布特性是由普朗克公式給出：
式2-1
其中：C1=2πhc2=3.741832×10-16(w·m2)
C2=hc/kB=1.438786×10-2(w·K)
式中：C1，C2均為常數(shù)
h＝6.63×10-34為普朗克常量，焦.秒；
kB＝1.38×10-23為玻爾茲曼常量，焦/開(kāi)；
c為真空中的光速，299792458米/秒。
由式2-1可看出可以得到圖2-3所示的黑體輻射的相對(duì)光譜能量分布曲線(這里是光譜輻射出度按照波長(zhǎng)分布的曲線)。由該圖可見(jiàn)，隨著溫度的升高，曲線下的面積，即黑體的輻射出度迅速增加，峰值輻射的波長(zhǎng)λ逐漸減小，即逐漸移向短波。黑體的光譜分布完全取決于它的溫度而與材料、尺寸和表面狀態(tài)等無(wú)關(guān)，只要溫度一定黑體輻射的光譜分布就是一定的。
圖2-3黑體輻射的相對(duì)能量分布
在光輻射測(cè)量中，常用A光源(2856K)作為原始標(biāo)準(zhǔn)光譜能量分布來(lái)標(biāo)定其它的輻射體，以用作測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)光譜。
0571-56586009
15858287688
45190311
地圖導(dǎo)航