人因工程学 第4章 照明环境课件.ppt

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1、第四章环境照明电磁辐射(电磁波)非电离辐射：紫外线、可见光、红外线、激光、射频辐射电离辐射：x射线，射线可见光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫(波长缩短)。单色光：只含单一波长成分的光。复合光：包含两种或两种以上波长成分的光。p101,图6-2白光经棱镜后的色散现象眼睛对物体的色彩感觉是主观（视觉功能）和客观（物体属性与照明条件）的综合效果。4.1光的物理性质及度量6.2.1辐射能量Qe以粒子或电磁波的形式发射、传递或接受的能量，以Qe表示，单位为J。6.2.2辐射通量单位时间内通过某一面积的辐射能量，单位W或erg/s6.2.3辐射照度Ee在某个面上某点的辐射照度指入射在包含着这个点的

2、微小面积元上的辐射通量，除以微小面积上的面积。单位：W/m26.2.4辐射强度Ie辐射源在给定方向的辐射强度指入射在包含这个点的微小立体角元上的辐射通量，除以这个微小立体角元。单位：W/球面度6.2.5辐射亮度Le辐射源表面上的某点在给定方向的辐射亮度指包含着这个点的微小面积在给定方向的辐射强度，除以在这个方向的垂直平面上直角投影所得出的微小面积元的面积。单位：W/(m2·球面度)6.2.6相对视敏函数由来：视敏特性—人眼对不同波长的光具有不同灵敏度，对于辐射功率相同的各色光具有不同的亮度感觉。在相同的辐射功率条件下，人眼感到最亮的光是黄绿光，而感觉最暗的光是红光和紫光。视敏特征用视

3、敏函数和相对视敏函数来描述。衡量方法：在相同亮度感觉条件下测量各个波长的光的辐射功率,越大，人眼对该波长的光越不敏感，越小，人眼对它越敏感。视敏函数：相对视敏函数：)((555)/PP)/K(555)K(max/)()(rrllll===KKV标准相对视敏函数曲线（图6.1）。黄昏时与白天相比，相对视敏函数V（λ）将向短波光方向移动，人眼对绿光感觉最敏感。380460540620700760白天黄昏1.00.80.60.40.2相对视敏函数图6.12相对视敏函数曲线紫绿红紫黄橙由于当主观感觉亮度相同时，波长为555nm的黄绿光的辐射功率Pr（555）最小。因此，荧光屏绿色背景对眼睛具

4、有保护作用。7.光通量光通量就是按照人眼光感觉来度量光的辐射功率。当λ=555nm时光感觉最强，V（555）＝1，此时，Pw（555）=1w，光瓦。其它波长的光由于相对视敏函数下降，辐射功率为1w所产生的光通量均小于1光瓦。（2）复色光光通量：若光源的辐射功率为，其总光通量为其组成的各波长的光通量之和，(1)单色光光通量：为辐射功率与相对视敏函数的乘积单位：光瓦（3）光通量单位国际单位是流明（lumen，简写lm）。定义：绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305×10-3cm2面积上辐射的光通量为1lm。例如：一个40w的钨丝灯泡的光通量为468lm，发光效率11.7lm／w一个40w

5、的日光灯的光通量为21001m，发光效率为52.5lm／w。有的人工光源发光效率可达100lm／w。光瓦与流明的换算关系：由于波长为555nm的单色光1w辐射功率所产生的光通量恰为680lm，即1光瓦＝680lm或1lm=1/680光瓦3.发光强度例如：点光源，球心对球面的立体角为4π立体弧度cd，lm例如：计算漫射面（余弦射面）的光通量特性。指光源在单位立体角内的光通量，简称光强，用I表示，单位为坎德拉（cd）。光强与光通量的关系为：坎德拉（cd）立体角：球面积与球半径平方之比。光强测量：用“光度计”可以直接测量某个方向上的发光强度。9.照度定义：光通量与被照射表面面积之比。dsr

6、法线Aα如果点光源A发出的光线与被照表面的法线间成夹角，则照度为上式表明，被照射表面的照度E与光源的光强I成正比，与夹角的余弦成正比，而与光源至表面的距离r的平方成反比（照度的平方反比定律）。单位：勒克斯（Lux，缩写为lx）。lx定义：1m2的面积上均匀照射1lm的光通量，其照度为1lx。照度测量：用照度计直接测量。结论：当使用点光源时，为了增加工作面的照度值，通常将灯放低，并尽可能放在工作面的正上方。另外，也可通过提高光强或光通量来增加照度。图6.5发光面的亮度眼睛亮度的意义：表示发光面的明亮程度。发光面是指面光源、反射面、透射面等。10.亮度（1）定义：发光面在指定方向的发光强

7、度与发光面在垂直于所取方向的平面投影面积之比。由图6.5可以得到亮度的表达式为上式说明：理想漫散射面虽然在各个方向上的光强和光通量不同，但在不同角度的亮度感觉相同。例如：电视显象管的荧光屏就是一个近似余弦分布的散射面，即使人从不同角度去看电视图象，其亮度感觉也是相同的。漫射光源的亮度：亮度单位：国际单位为：坎德拉／平方米（cd/m2），公制单位为：熙提（Stilb，sb）,它们之间的关系为：1sb=1cd/cm2=104cd/m21.照明与疲劳照明对工作的