光学概念和词汇

日光照度

光通量

光学光导纤维（光传播介质）

建筑采光（建筑光学）

照度
照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为勒[克斯](Lux,lx) ，即 1m ／ m2 。 1 勒[克斯]等于 1 流[明](lumen,lm)的光通量均匀分布于 1m2 面积上的光照度。照度是以垂直面所接受的光通量为标准，若倾斜照射则照度下降。


照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。

1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度（MINIMUM.ILLUMINATION），表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。

一般情况：夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60CM桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）10～15LUX。

何谓照度？照度（LUX）数值达到多少为低照度？多少数值能适应摄取影像的周围环境？


照度是反映光照强度的一种单位,其物理意义是照射到单位面积上的光通量,照度的单位是每平方米的流明（Lm）数,也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/平方米上式中,Lm是光通量的单位,其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时,其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。

为了对照度的量有一个感性的认识,下面举一例进行计算,一只100W的白炽灯,其发出的总光通量约为1200Lm,若假定该光通量均匀地分布在一半球面上,则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得： 半径为1m的半球面积为2π×12=6.28平方米 距光源1m处的光照度值为： 1200Lm/6.28平方米=191Lux同理、半径为5m的半球面积为:2π×52=157平方米 距光源5m处的光照度值为： 1200Lm/157平方米=7.64Lux

可见,从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。

1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度,我们在摄像机参数规格中常见的最低照度（MINIMUM.ILLUMINATION）,表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下,即能获取清晰的影像画面,此数值越小越好,说明CCD的灵敏度越高。同样条件下,黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。

一般情况：夏日阳光下为100,000LUX;阴天室外为10000LUX;室内日光灯为100LUX;距60W台灯60CM桌面为300LUX;电视台演播室为1000LUX;黄昏室内为10LUX;夜间路灯为0.1LUX;烛光（20CM远处）10～15LUX。

（建筑照度的实际参考：

（1）客厅，又名起居室。看起来这两个名字并不相近，也不等同。实际上这两个房间也不是一回事。顾名思义，客厅是接待客人的地方，而起居室则是家里人娱乐交流的地方，只不过在我们这里，尤其是目前大部分住宅设计中一般把这两种功能合二为一了。自建国以来，城镇住宅的客厅有一个从小到大的发展过程。这里就不再多说了。根据现代人的居家理念，并不热衷于在家中应酬，而是希望家是一个真正意义上的港湾，让家人在喧闹的城市中，拥有一个安静的空间。所以，客厅（实际应该侧重于起居室）作为人们在家时逗留时间最长的场所。在进行照明设计和其它专业设计时不容忽视。客厅的功能较一般房间复杂，活动的内容也丰富。对于照明设计也要求有灵活、变化的余地。在人多时，可采用全面照明和均散光；听音乐时，可采用低照度的间接光；看电视时，座位后面宜有一些微弱的照明；读书时，可在右后上方设光源，能够避免纸面反光影响阅读；写字台上的光线最好从左前上方照射（约30～40cm高），再保证一定照度的同时避免手和笔的阴影遮住写字部位的光线。室内如有挂画、盆景、雕塑等可用投射灯加以照明，加强装饰气氛；书橱和摆饰可采用摆设的日光灯管或有轨投射灯；有一些高贵的收藏品，如用半透明的光面板做衬景，里面设灯，会取得特殊的效果。在电气功能设置的合理性方面，客厅的照明开关应采用双控或多控调光开关，一处在玄关处以便进出时方便开关，另一处在沙发附近，可以随时调节灯光。客厅必须安装应急灯，以备突然停电或发生电气故障时使用，如果配合视听设置的控制，音频、视频、电话等有关电子连接线，都预埋在沙发附近，将DVD、电脑键盘等必须用手操作的设备也置于附近（如茶几下）。这样就可以坐在沙发上换碟，炒股或接受远程教育，可谓方便之极。
　　（2）餐厅，餐厅照明应能够起到刺激人的食欲的作用，在空间比较大、人比较多时设计照度高一些会增加热烈气氛；如果空间小、人又少设计照度应低一些，营造一种幽雅、亲切的气氛；以我国目前的生活发展水平，单独设计餐厅尚未普及。国外的餐厅设计为了追求安静，常使灯光暗些；而我国在烹饪艺术方面，讲究色香味俱全，因此，要求灯光稍亮些。一般常用向下投射的吊灯，光源照射的角度，最好不超过餐桌的范围，防止光线直射眼睛。比如使用嵌顶灯或控罩灯。还应注意设置一定的壁灯，避免在墙上出现人的阴影。
　　（3）厨房，一般较小，烟雾水气较多，应选用易清洗、耐腐蚀的灯具。除在天花板或墙上设置普通照明外，在切菜配菜部位可设置辅助照明，一般选用长条管灯设在边框的较暗处，光线柔和而明亮，利于操作。
　　（4）卧室，卧室照明也要求有较大的弹性，尤其是在目前一部分卧室兼作书房的情况下，更应有针对性地进行局部照明。睡眠时室内光线要低柔，可以选用床边脚灯；穿衣时，要求匀质光，光源要从衣镜和人的前方上部照射，避免产生逆光；化妆时，灯光要均匀照射，不要从正前方照射脸部，最好两侧也有辅助灯光。防止化装不均匀。如果摆设书柜，应有书柜照明和短时阅读照明。对于儿童卧室，主要应注意用电安全问题，电源插座不要设在小孩能摸着的地方以免触电危险，较大的孩子的书桌上，可以增设一个照明点。睡眠灯光要较成人亮些，以免孩子睡觉时怕黑或晚上起床时摸黑。
　　（5）卫生间，卫生间的照明应能显示环境的卫生和洁净。一般对照度要求不高，只要能看见东西就行了。常在屋顶设置乳白罩防潮吸顶灯，在洗脸架上放一个长方形条灯。如有化妆功能，可增设两个侧灯。另在卫生间外门一侧设一脚灯，便于在夜间上厕所使用。
　　（6）门厅、走廊和阳台，门厅一般设置低照度的灯光，可以采用吸顶灯、筒灯或壁灯；走廊的穿衣镜和衣帽挂附近宜设置能调节亮度的灯具。阳台是室内和室外的结合部，是家居生活接近大自然的场所。在夜间灯光又是营造气氛的高手，很多家庭的阳台装一盏吸顶灯了事。其实阳台可以安装吊灯、地灯、草坪灯、壁灯，甚至可以用活动的旧式煤油灯或蜡烛台，只要注意灯的防水功能就可以了。 ）

光通量

指人眼所能感觉到的辐射能量，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。例如，当波长为555×10-7米的绿光与波长为65×10-6米的红光辐射功率相等时，前者的光通量为后者的10倍。光通量的单位为“流明”。光通量通常用Φ来表示，在理论上其功率可用瓦特来度量，但因视觉对此尚与光色有关。所以度量单位采用，依标准光源及正常视力另定之“流明”来度量光通量。符号：lm

建筑采光

采光系数标准、采光质量、采光计算（可参考《工业企业采光设计标准》GB50033-91）。

建筑采光大致包含采光技术，如天窗，蓬顶采光，玻璃墙采光，窗口设计，反射式内部建筑采光等；地域性光线和日光角度采光区分；采光与通风；

建筑光学

是 研究天然光和人工光在建筑中的合理利用，创造良好的光环境，满足人们工作、生活、审美和保护视力等要求的应用学科，是建筑物理学的组成部分。

在一个相当长的历史阶段，人类利用天然光和火光照明，曾在建筑中创造了不少有效的采光和照明方法 。例如中国传统建筑中的南窗北墙的采光方法，古埃及太阳神庙中的高侧窗采光方法等。

但天然采光受季节、昼夜地理位置和气候变化的影响很大。火光照明效果差，烟尘大，且容易引起火灾。自从大量生产玻璃，特别是十九世纪发明白炽电灯以后，才使建筑采光和照明技术的理论和实践进入一个新的阶段，并逐步形成建筑光学。

现代建筑光学理论日趋完善，天然光的变化规律逐步为人们所掌握，各类建筑的采光方法和控光设备相继研究成功，各种新型电光源和灯具也在建筑中得到广泛的应用，从而使这一学科在建筑功能和建筑艺术中发挥日益重要的作用。

建筑光学的研究内容主要有：与建筑有关的光的性质和光的视觉性质、天然采光和人工照明。

可见光辐射的波长范围是 380～780纳米，眼睛对不同波长的可见光产生不同的颜色感觉。一般光源如天然光和白炽光源等是由不同波长的光组成的。这种光源称为多色光源或称复合光源；有的光源如钠灯，只发射波长为583纳米的黄色光，这种光源称为单色光源。

在建筑光学中用光通量、发光强度、照度和亮度等参数表示光源和受照面的光特性；用光影深浅、立体感强弱，来表示建筑物表面和被观察物体的亮度差别；用光的吸收、反射、散射、折射、偏振 ，来表示光线从一种介质进入另一种介质时的变化规律；用发射或反射光谱、亮度、色度坐标，来表示光源色和物体色的基本特性。建筑采光和照明技术就是根据建筑物的功能和艺术要求，利用上述光、影、色的基本特性，创造良好的光环境。

天然采光简称采光。在研究光气候的基础上，制订建筑物的采光标准，确定采光方式，进行采光计算。包括：眩光特性和限制眩光的方法；采光和照明的结合；建筑物室内获得稳定光照条件及天然光的利用方法和装置；建筑物外部和建筑群的阳光造型技术等。

天然光的光谱是连续的，人们长期在天然光条件下工作和生活，喜爱天然光照明，而且天然光是一种丰富的光能资源；因此，研究建筑物的天然采光，在技术上、卫生上和经济上都有重要意义。

人工照明的主要内容有：照明用的人工光源和控光器具；各类建筑的照明标准；照明设计和计算方法；照明眩光特性和限制眩光的方法；照明均匀度和室内表面亮度分布比例的确定；在各种照明条件下人的视功能特性；照明效果的 评价方法和指标；颜色在照明中的应用；照明效果的测试技术；照明的节能措施，以及从建筑艺术等因素综合研究室内外光环境等。

建筑光学利用相邻学科的研究成果，同时又为相邻学科服务。如建筑光学的测试技术是以光度学和色度学为基础的；建筑采光照明设计需直接利用大气光学、应用光学、建筑电气和建筑学的研究成果；在研究光和视觉关系时需利用心理和生理光学的讦价方法和试验结果。建筑光学还直接或间接为建筑设计和建筑电气系统等提供数据资料。

在中国，建筑科学的研究、教学、设计等部门都有规模不同的建筑光学研究机构和试验设备。建筑光学在研究剧场建筑、展览馆建筑、体育建筑、精密仪表厂生产车间和地下工程的采光照明问题 ，以及编制中国工业企业采光照明标准、探讨光气候规律、提高建筑光学测试技术等方面都取得较显著的成效。

今后，建筑光学的主要研究方向是：综合研究建筑物室内外光环境的理论，和综合评价建筑采光、照明的设计方法；天然光的利用技术；研制和使用功率小、光效高、寿命长和显色性能好的气体放电灯；发展电子计算机技术在采光照明计算、设计和设备控制上的应用；研究采光照明测试仪表和测试方法等方面。

其他建筑学分支学科

建筑学概述、建筑物理学、建筑光学、建筑热工学、建筑声学、建筑经济学、建筑构造学、建筑设计学、室内声学、室内设计学、园林学、城市规划、土木工程、工程力学、水力学、土力学、岩体力学、滨海水文学、道路工程学、交通工程学、桥梁工程学、水利工程学 ）

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