發(fā)光強度與照度
光是波動:不同顏色的光也對應有不同的頻率或波長,,但因為光的頻率很高,,所以通常以波長表示之,。
可見光:人眼所能看見的光的波長范圍約在400毫微米(紫光)至700毫微米(紅光)之間,。
【1毫微米=10-9m,又稱為奈米簡記為nm】
下圖顯示眼睛對各種色光的相對靈敏度,,其中以對波長為555nm(黃綠光)的光zui為敏感,。在光譜上波長小于紫光的區(qū)域,,人眼看不見,,稱為紫外光;而波長大于紅光的區(qū)域,,人眼也是看不見,,稱為紅外光。
光是能量:物體被太陽照射時溫度會升高,,人的皮膚在陽光下曝曬太久會發(fā)燙,,變紅甚而脫皮,,這說明光被吸收后產(chǎn)生熱能,也就是說,,光是一種能量,。光能不只可轉換為熱能,它也可轉換為電能,、化學能,。
照明環(huán)境:居家或工作場所的照明環(huán)境,對于視力的維護非常重要,,對于生活的舒適和工作的效率也有密切的關系,。照明環(huán)境涵蓋光源的發(fā)光強度和被照體的照度,以及眼睛對不同色光的視覺反應,。
想想看:
一般提醒人們注意的標志為何多使用黃色符號或以黃色作底色,?
發(fā)光強度:光源在單位時間所發(fā)出之可見光之光能稱為發(fā)光強度,簡稱光度,。光度以燭光(candela,,簡記為cd)為單位,用以表示所發(fā)出可見光的光通量大小,。
光通量:光通量是指每單位時間內(nèi)由光源所發(fā)出或由被照體所吸收的光能,。在單位系統(tǒng)中,光通量的標準單位稱為流明(lumen,,簡記為lm),。1燭光的球狀光源所發(fā)出的總光通量為4π流明。
瓦特數(shù):一般照明燈的光度是以耗電之功率,,即瓦特(簡稱瓦,,W)數(shù)來分類。因為不同材料的燈,,其所發(fā)出可見光的量不一定相等,,因此同樣瓦特數(shù)之不同類電燈,其發(fā)光強度未必相同,。
例如:40W之日光燈約有185燭光,,而40W之白熾燈約只有37燭光。
照度:受光物體之表面亮暗程度稱為照度,。照度=光通量/面積,,是被照體表面每單位面積所接受可見光的光通量,其單位為
勒克斯=lm∕m2,,(lux,,簡記為lx)。
1米燭=1燭光/1米2=1勒克斯
照度的大小取決于光源的發(fā)光強度,,及被照體和光源之間的距離,。
照度的計算:以球狀燈泡為例,,
若發(fā)光強度為I燭光,則所發(fā)出的總光通量為4πI流明,,此光通量均勻地往各個方向射出去,。在以燈泡為中心,半徑為r的球面上(球面的總面積為4πr2),,每單位面積所接收的光通量,,即照度,等于
光源 | 照度(lm∕m2) |
中午的太陽 | 1.2×105 |
無云的晴空 | 1×104 |
陰霾的天空 | 1×103 |
60W白熾燈(相距1m) | 1×102 |
滿月(在正上空時) | 0.27 |
無月多云的夜空 | 1×10-4 |
因此對同一光源而言,,當光源的距離增加為原來的兩倍時,,照度減為原來的四分之一。
居家照明:居家一般性的照度可取在100至300勒克斯之間,,但讀書寫字的地方則需600勒克斯左右,,這可利用如臺燈等光源,作為局部性的加強照明,。
例題5-2:
一塊毛玻璃片的左方1公尺處有60燭光的點光源,,在右方有另一點光源。若將右方的光源置于距離玻璃0.5公尺處,,則玻璃片左右兩面的照度相同,,右方光源的發(fā)光強度為多少燭光?
ANS:15燭光
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