《建筑光学整理》PPT课件

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1、建筑光学建筑声学建筑物理及其设计建筑光学建筑声学第一篇建筑光学第一章光学原理第二章室内装饰材料的光学性质第三章天然光环境设计第四章人工光环境设计第一章光学原理本章提要：理解光和其他形式的电磁波辐射的性质了解到不同等级的可见光和不可见光的不同点理解人眼的功能和视觉的特性使用和照明有关的各种度量单位知道光学度量的一些方法并把它们和实际情况联系到一起1.1光的性质光是一种电磁辐射形式的能源。这种能源是由不同物质的原子结构作用而辐射出来的，这种电磁辐射是一个具有波状运动的巨大的连续统一体。但在这个巨大的统一连续体

2、中，能够被人的视觉所感知的电子辐射的范围在整个电磁辐射光谱中只是非常狭窄的一部分。可见光谱紫外线电磁波的特性可感觉到的辐射热红外线紫外线可见光谱黄红橙绿青不可见光红斑（日照引起的）杀菌的（杀死细菌、病毒和真菌）150010007807006005004003803001604987.3km1.609km30.48m30.48cm0.3048cm0.003048cm10nm1nm0.001nm0.00001nm电能无线电电视微波红外线X射线y射线宇宙线1.1.1电磁波光能的传播可以被描述为一种波动或者是一种

3、被称为光子的“能源包”。这两种理论在现代物理中并存用来解释各种不同的现象。对于日常现象来说，最合适的理论是电磁波理论。这种理论被认为有如下一般特征：这种能源存在于电磁场的波动中，这种波动以横波作为运动方式。这种波的传播不需要介质，因而可以在真空中传播。不同类型的电磁辐射有着不同的波长和频率。所有的电磁波都有着相同的速率，在真空中大约是3x108m/s。若非受到反射、折射、衍射的影响，波将沿着直线传播。反射是指发生在物体表面的光的反向。折射是指波在不同物质交界处的偏折。衍射是指波发生在缝隙、边缘和很薄的层上

4、的偏折现象。1.1.2可见辐射对于肉眼来说，可见电磁辐射的波长范围大约在380nm-780nm。如果所有波长的光同时被肉眼接受，人眼将无法区分每一个单独的波长的光，并且大脑所感受到的是白光。白光是所有可见波长光的累积现象。白光棱镜红橙黄绿青蓝靛紫单色光是一种有着特殊波长和颜色的光。1.1.3不可见辐射波长在可见波长范围之外的电磁辐射理论上是不能被肉眼感知到的。然而某些由太阳发出的光波波长靠近可见波波长，尽管它们不能被我们看见，但它们却与照明作用息息相关。红外辐射(IR)红外辐射有着比其他红色光稍长的波长。

5、它们可以作为太阳和其他发热物体的辐射被我们感知。红外辐射被用来制作辐射加热装置，侦查热辐射物体，在黑暗中“寻找目标”以及通讯连接方面。紫外辐射(UR)紫外辐射有着比其他紫色光稍短的波长。它由太阳以及其他高温物体所发射。紫外辐射有助于人体的身体健康，但过多的量会损坏皮肤和眼睛。地球大气的组成部分正常情况下保护着地球，使其不被太阳发射的过多的紫外辐射所损害。此外紫外辐射可以用来杀死厨房和医院里的细菌。某些化学物质能够把紫外辐射转化为可见光，这一作用被用于荧光灯中。1.2视觉特性视觉是当光到达人眼时在人的大脑中

6、所引起的感觉。人的视直觉只能通过眼睛来完成。人眼的构造，决定了人眼有下列视觉特征：1.2.1明暗感觉人是通过视网膜上的感光细胞感知光的存在的。位于视网膜上的光感受器（感光细胞）有两种：锥状细胞和杆状细胞。他们分别对不同波长的光波起作用，这样就产生了两种不同类型的视觉。锥体视觉（明视觉）锥状细胞分布在视网膜的中心附近。当人眼在光照正常情况（约1.0cd/m2以上的亮度水平）时，锥体细胞成为运作的光感受器。这时，人眼具有颜色的感觉，而且对外界亮度变化的适应能力强。杆体视觉（暗视觉）杆状细胞分布在视网膜的边上。

7、当人眼在非常低的照度水平（约1.0cd/m2以下的亮度水平）时，杆状细胞成为运作的光感受器。这时，人眼几乎不能识别物体的颜色或细部，且对外界亮度变化的适应能力低。1.2.2颜色感觉人眼具有感觉颜色的能力，称为色觉。在明视觉时，人们对380nm-780nm范围内的可见光产生不同的颜色感觉。随着波长的不同，可区分出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。颜色及相应波长范围（nm）紫蓝青绿黄橙红380-424424-455455-292492-565565-595595-640640-780上述把颜色分为七段是一种习

8、惯的方法，实际上在整个可见光谱范围内，光的颜色是连续过渡的，颜色的数量可以说是无穷的。人眼的这种颜色感觉主要是由锥状细胞引起的。因此，它只存在于明视觉中，而且在视野的中心比在周围要强。1.2.3视觉效能尽管在可见光谱区域内，人眼可区分出不同波长的光有不同的颜色，但人们对不同波长的光的感受的敏感程度确实不相等的。人眼的这种特性，常用相对光谱光效率曲线v(λ)来表示。如图：在明视觉时，人眼对波长为555nm的黄绿光感受性最强，向对