發布時間： 2018-08-11 19:28 　 瀏覽次數: 0 作者：Ulike

照明基礎概述

    光是人們最熟悉的物質之一，通常所說的紫外輻射、可見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光波段的光，通常是從380nm～780nm（nm：納米 長度單位1nm＝10^-9ｍ），波長大于780nm的為紅外線、無線電等，短于380nm的為紫外線、X射線、γ射線宇宙射線等?？梢姽獠糠钟址譃榻獬杉t光、黃光、橙光、綠光、青光、藍光、紫光等七種基本單色光。

 圖2-1可見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30萬千米的速度沿直線傳播。當光通過某種物質時如水或空氣，其傳播速度會減慢。光在真空中的速度和在媒質中的速度比值稱為該媒質的折射率，在折射率不同的兩種媒質的界面上，入射光線產生折射與反射現象。另外光在傳播過程中還會產生散射，漫反射、漫透射現象等等。

1.1國際單位制7個SI基本單位

了解下國際單位制的7個SI基本單位，其余所有單位都可以由SI單位和SI單位的倍數和分數單位導出。SI基本單位分別為：長度(m)、質量(kg)、時間(s)、電流(A)、熱力學溫度(K)、物質的量(mol)、發光強度(cd)。

1.1.1 長度(m)：是在1983年底十七屆國際計量大會定義的，為“光在真空中(1/299792458)秒的時間間隔內所經路徑的長度”。因為光速在真空中的傳播速度是永遠不變的，因而基準米以微觀的自然基準就更加精確了。

1.1.2. 質量(kg)：千克是唯一的實物基準，1901年第三屆國際計量大會正式定義以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. 時間(s)：1967年第十三屆國際計量大會決定采用現在秒的定義：“秒是以銫-133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷相對應的輻射的9192631770個周期的持續時間”。

1.1.4. 電流(A)：其定義：“在真空中，界面即可忽略的兩根導線相距1m的無限延長平行園直導線內通以等量恒定電流時，若導線間相互作用里在每米長度上為2×10^-7N,則每根導線中的電流為1A”。

1.1.5. 熱力學溫度(K)：其定義為：“熱力學溫度開爾文是水三相點熱力學溫度的1/273.16”，因為水的三相點固態、液態、汽態三相間平衡時的溫度為0.01℃。

1.1.6. 物質的量(mol)：“是一個系統的物質的量，該系統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)數與0.012kg碳12的原子數目相等”根據摩爾的定義，對物質的量可以理解為：含6.022045×10²³個碳原子，它們的重量是12g，或1mol的碳12原子含有6.022045×10²³個碳原子，其質量為12g。同樣1mol的水分子含有6.022045×10²³個水分子，則它的質量為18g。

1.1.7. 發光強度(cd)：1979年第十六屆國際計量大會對坎德拉的定義：“一光源在給定方向上的發光強度，該光源發出的頻率為540×10¹²HZ的單色輻射，且在此方向上的輻射強度我(1/683)W/sr”，其中頻率為540×10¹²HZ的輻射波長為555nm，是人眼感覺最靈敏的波長。

下表列出了基本的輻射度量的名稱、符號、定義方程及單位、單位符號

表2-1基本的輻射度量的名稱、符號、定義方程及單位符號

1.2自然基準

自然基準所復現的量值不受時間、地點、材料、樣品尺寸、溫度等各種因素的影響，具有很高的復現性和穩定性。在7個SI國際單位制中除了質量(kg)是唯一的實物基準，其余均為自然基準。

1.3黑體輻射

黑體又稱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的能量全部吸收，而毫無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。

理想的黑體是沒有的，但是可造出與其性質極相似的物體。圖2-2所示小孔黑體腔例子?？涨粠缀跏侨忾]的，只留下一個小孔，小孔的直徑小于腔體直徑的十分之一，腔的內壁由鉑黑或煤煙等吸收率很高、反射率很小的材料做成．入射光進入小孔后落在這種內壁上，大部分被吸收，少部分被反射而落在內壁的另外部分，再被吸收和反射。  

   圖2-2小孔黑體腔

入射后的輻射必須經過內壁的多次反射后才能再透出．由于內壁材料的反射率很小，所以透出的輻射就非常少。也就是說，由于腔內壁的多次反射和吸收的結果，實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，我們從外面看到開著不大窗戶的房間幾乎是黑洞洞的，也就是這個道理。

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/k_B=1.438786×10^-2(w·K)

式中：C_1，C₂均為常數

h＝6.63×10^-34為普朗克常量，焦.秒；

k_B＝1.38×10^-23為玻爾茲曼常量，焦/開；

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光譜能量分布曲線(這里是光譜輻射出度按照波長分布的曲線)。由該圖可見，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、尺寸和表面狀態等無關，只要溫度一定黑體輻射的光譜分布就是一定的。

圖2-3黑體輻射的相對能量分布

   在光輻射測量中，常用A光源(2856K)作為原始標準光譜能量分布來標定其它的輻射體，以用作測量標準光譜。