绿色照明led实用技术讲义

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1、绿色照明LED实用技术第一章照明相关基础知识1.1光度学基础概念1.1.1光本质的剖析一、光的定义光蕴含着能量和信息，又是生命所不可或缺的。光是什么？这个问题不知在多少人的脑海中闪过。然而，这个问题却并不好回答。在自然科学从宗教中分离开之前，人类对于光的本质的理解几乎没有进步，只是停留在对光的传播、运用等形式上的理解层面。牛顿构建了经典物理学的大厦后，人类的科学思想得到突破，开始讨论类似“光是什么?”的问题，并且在一定程度上取得了理论上的成果。牛顿时代，对这个问题的回答，存在“粒子学说”和“波动学说”两种声音。牛顿认为光是一种粒

2、子，就像原子一样的小颗粒。光学史上的第一位伟大科学家，与牛顿同时代的惠更斯提出光是一种波的概念，而且提出了光学的惠更斯原理。两种声音中，历史证明惠更斯的思想正确指引了光本质的探讨。等到麦克斯韦将电磁波理论完全建立起来后，人们发现电磁波的速度就是光速，从而论证了光就是一种电磁波（场）。就在人们认为光就是一种电磁波，惠更斯在光学上完全战胜牛顿时，人类进入了20世纪。短短十年内，量子理论和相对论相继建立，物理学由经典物理进入了现代物理学。牛顿精神神奇的在量子理论中复活，量子理论的确立，很大原因建立于人们对光学的几个重要的波动学说无法解

3、释的实验的理论研究。爱因斯坦提出光量子的概念，再次回到光的粒子性的问题。至此，光是具有波粒二象性的物质成为理论上的妥协点。之后的意大利物理学家德布罗意更是提出所有物质都具有波粒二象性的理论，即认为所有的物体都既是波又是粒子。将人类对物质的属性的理解完全展拓了。那么，做一个简单的总结：从光的波动性上讲，光是电磁波的一部分。请大家看下图。从这张图，我们可以看出：可见光在整个电磁波谱中仅仅占据了很小的一部分，波长从380nm到780nm。波长比可见光长的辐射称为红外辐射。波长比可见光短的辐射称为紫外辐射。二、光的传播因为我们这门课，侧

4、重于研究照明方面的光学知识，所以在研究光的时候，多从宏观角度去看问题。1.光的速度各种辐射能在真空中的传播速度为，每秒299793Km。当辐射能通过介质时，波长和速度发生改变；而频率由产生电磁波的辐射源决定，它不随所遇到的介质而改变。表1-1给出了不同介质中的光速。波长代表相邻波峰之间的距离。因在波谱中的范围不同，单位也不同。请看下图皮米（pm）、飞米(fm)、阿米(am)书本上提到了电力传输波，这里我们来简单聊一下无线电传输。利用无线电的手段，将由电厂制造出来的电力转换成为无线电波发送出去，在通过特定的接收装置将无线电波收集起

5、来并转换为电力，供人们使用。此技术目前仍处于研究阶段，早在前两年，各国科学家就开始研究利用无线电力传输技术，在月球建设太阳能发电站，然后将其传送到地球为人类提供服务。日本也在大力研究当中并计划在2015年前后将其投入到居民生活当中。　　在2010CES展会（国际消费类电子产品展览会，简称国际消费电子展，英文名InternationalConsumerElectronicsShow每年1月在美国内华达州拉斯维加斯举行，由消费电子协会赞助。在展览期间，会有许多产品的预览或宣布新产品。常简称为CES。）上，海尔推出了一款无尾电视，正是

6、应用了无线电力传输技术。2.光的反射当光线遇到非透明物体表面时，大部分光被反射，小部分光被吸收。光线在镜面和扩散面上的反射状态有以下几种：l规则反射——镜面反射。遵循几何光学中的光的反射定律。l散反射光线从某方向入射到经散射处理的铝板、经涂刷处理的金属板或毛面白漆涂层，反射光向各个不同方向散开，但其总的方向是一致的，其光束的轴线方向仍遵守反射定律。l漫反射光线从某一方向入射到粗糙表面或无光泽镀层的表层时，光线被分散在许多方向。在宏观上不存在规则反射，这种光的反射称为漫反射。如果反射遵从朗伯余弦定律：即向任意方向的光强与该反射面法

7、线方向的光强所成的角度的余弦成比例，而与光入射方向无关，这种光的反射称为各向同性漫反射。在这种情况下，从反射面的各个方向看去，反射光亮度均相同。l混合反射光线从某方向入射到漆釉或带高度光泽的漆层上时，规则反射和漫反射并存，称为混合反射。这种反射在定向反射方向上的发光强度比其他方向要大得多，且有最大亮度，其亮度分布是不均匀的。3.光的折射与投射1)折射光线穿过光滑界面进入第二种介质，会按下述规律变化。（用天大的课件第一章演示）2)透射前面我们在讲光的反射时，提到光线照射到非透明物体情况。如果光线照射到透明物体表面时，一部分光被反射

8、，一部分光被吸收，大部分光投射过去。投射光在空间分布状态有以下几种情况：我们可以对照光的反射来研究。l规则投射光线照射到透明材料上时，按照斯涅尔定律投射。l散透射光线穿过如磨砂玻璃等材料时，在投射方向上光强较大，其它方向光强较小，表面亮度也不均匀。l漫透射光线照