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什么是色溫?什么是相關(guān)色溫? 如果一個(gè)光的顏色與某一溫度下的黑體發(fā)射光的顏色相同,此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度值就叫做該光源的顏色溫度,簡(jiǎn)稱(chēng)色溫。如果一個(gè)光源與某一溫度下的黑體具有最接近的光色,此時(shí)黑體的這個(gè)絕對(duì)溫度值就叫做該光源的相關(guān)色溫。那么,色溫和相關(guān)色溫什么關(guān)系?下文為大家做了介紹。
在描述光源的質(zhì)的特性時(shí)經(jīng)常用到色溫、相關(guān)色溫。如果一個(gè)光源發(fā)射光的顏色(即光色)與某一溫度下的黑體發(fā)射光的顏色(即色品)相同,那么,此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度值就叫做該光源的顏色溫度(簡(jiǎn)稱(chēng)色溫)。當(dāng)光源發(fā)射光的顏色和黑體不相同時(shí),我們用“相關(guān)色溫”的概念來(lái)描述光源的顏色。相關(guān)色溫的定義是:在某一確定的色品圖中,如果一個(gè)光源與某一溫度下的黑體具有最接近的色品,此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度值就叫做光源的相關(guān)色溫。黑體發(fā)射光的相對(duì)光譜功率分布由普朗克定律給出:
其中:T——黑體的絕對(duì)溫度;
λ——波長(zhǎng);
C1——第一輻射常數(shù),C1=3.7417749x10-16W·m2。
C2-第二輻射常數(shù),C2=1.4388x10-2m·K。
從上述概念中,可以看出當(dāng)光源發(fā)射光的顏色和黑體不同時(shí),色溫的概念被擴(kuò)大到更一般的“相關(guān)色溫”的概念。在色溫和相關(guān)色溫的定義中,必須是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的色覺(jué)觀察者而言。因?yàn)椴煌纳X(jué)觀察者。特別是具有色覺(jué)缺陷的觀察者在評(píng)價(jià)時(shí),將可能收到不同的結(jié)果。在相關(guān)色溫的定義中、必須規(guī)定出一個(gè)最合適的,為大家所公認(rèn)的均勻色度圖。對(duì)同一光源,由依據(jù)的均勻色度圖的不同,所求出的相關(guān)色溫也不同?,F(xiàn)規(guī)定用CIE1960UCS色度圖。在上述定義中,都包括了人眼的色覺(jué)特性,因此,色溫和相關(guān)色溫實(shí)際上是一個(gè)心理物理量。
根據(jù)CIE1931色度函數(shù)x(λ),y(λ),z(λ)(又稱(chēng)光譜三刺激值,適于視場(chǎng)角小于4°的情況)及光源相對(duì)光譜功率分布E(λ)可以求出光源的三刺激值X、Y、Z:
根據(jù)光源種類(lèi)的不同,可取△λ=1nm,2nm,5nm。光源在CIE1931色品圖上的三色坐標(biāo)為:
計(jì)算光源在CIE1960UCS均勻色度坐標(biāo)系中的色品坐標(biāo)u、v值:
已知光源的色品坐標(biāo)u、v值可用直接內(nèi)插法、三角形垂足法、色溫逐次逼近法等方法編制程序算出光源的色溫和相關(guān)色溫,這里就不詳細(xì)討論了,可參閱有關(guān)文獻(xiàn)。
色溫,由光譜決定。人眼可以感覺(jué)到的電磁波的波長(zhǎng),是380到780nm,把它們輻射量逐一表出,叫光譜。小于380nm的叫紫外,大于780nm的叫紅外。色溫是表征光譜能量分布的指標(biāo),色溫高,光譜能量分布于短波的成分略多,顏色偏藍(lán)。色溫低,光譜能量分布于長(zhǎng)波的成分略多,顏色偏黃。所以色溫不意味著光的顏色,僅表示混合光的光譜能量的分布。
光,特別是“白光”,都是由各種波長(zhǎng)的光混合而成,不同的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)不同的顏色;一種光中有哪些成分、強(qiáng)度各多少,反映在有橫軸、縱軸的圖表上,便是所謂的“光譜”。
光譜就像是光的素描,一種光有啥特點(diǎn),大致能在光譜上得到反映,若我們只關(guān)注這幾個(gè)參數(shù),那么可以簡(jiǎn)單粗暴的說(shuō):光譜決定一切,它一變,其他各項(xiàng)必然改變;其中一項(xiàng)有個(gè)高低增減,光譜也隨之上下左右,可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。
不同的工作環(huán)境應(yīng)該使用不同的光源色溫。研究表明:
成人4000K色溫比較適合閱讀,使用4000~5000K色溫的LED光源臺(tái)燈是合適的,這會(huì)令人亢奮,工作積極;從孩子閱讀來(lái)說(shuō),一般一次閱讀時(shí)間不超過(guò)1個(gè)半小時(shí),且多是晚上,故使用3000K~3500K色溫的光源是最適合的,含藍(lán)光少,不傷眼,有利睡眠,有助于孩子的健康成長(zhǎng)。
色溫太高的話發(fā)出的光源是很亮很白的,這跟普通的日光燈沒(méi)什么區(qū)別。最好是買(mǎi)4000K、4500K、5000K比較好。相對(duì)4000K的光比較黃,但也相對(duì)比較柔和。
不過(guò)如果要進(jìn)行顏色對(duì)色,那么色溫6000K時(shí),視覺(jué)最敏銳,可以幫助觀察者更加精準(zhǔn)的判斷物品顏色。目前國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)光源D65其色溫就是6500K。
大家購(gòu)買(mǎi)燈具時(shí),不但要考慮照度,也就是我們常說(shuō)的瓦數(shù),還要學(xué)會(huì)考慮色溫。正規(guī)廠家生產(chǎn)的燈泡會(huì)在包裝上標(biāo)明色溫,常用的色溫是2700k,即普通白熾燈的色溫,其特點(diǎn)是感覺(jué)光線溫暖,但不夠亮,適合用于臥室床頭、壁燈等局部照明;3000k是最接近自然光的色溫,屬暖光,光線既溫暖又明亮,適用于家中整體照明設(shè)計(jì);3400k是白光,可以讓人精神集中,適用于辦公、學(xué)習(xí)等場(chǎng)所。如果光源的包裝上沒(méi)有色溫標(biāo)識(shí),可能是非正規(guī)產(chǎn)品,盡量不要購(gòu)買(mǎi)。
色溫是表示光源光譜質(zhì)量最通用的指標(biāo)。一般用Tc表示。色溫是按絕對(duì)黑體來(lái)定義的,絕對(duì)黑體的輻射和光源在可見(jiàn)區(qū)的輻射完全相同時(shí),此時(shí)黑體的溫度就稱(chēng)此光源的色溫。低色溫光源的特征是能量分布中,紅輻射相對(duì)來(lái)說(shuō)要多些,通常稱(chēng)為“暖光”;色溫提高后,能量分布中,藍(lán)輻射的比例增加,通常稱(chēng)為“冷光”。
鹵素?zé)羯珳兀簹怏w放電鹵素?zé)舾叩纳珳乜蛇_(dá)5000多。燈絲帶有鹵素循環(huán)的大約在2700左右。?
鹵素?zé)襞c其他白熾燈的最大差別在于一點(diǎn),就是鹵素?zé)舻牟A鈿ぶ谐溆幸恍u族元素氣體(通常是碘或溴),其工作原理為:當(dāng)燈絲發(fā)熱時(shí),鎢原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動(dòng),當(dāng)接近玻璃管壁時(shí),鎢蒸氣被冷卻到大約800℃并和鹵素原子結(jié)合在一起,形成鹵化鎢(碘化鎢或溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央繼續(xù)移動(dòng),又重新回到被氧化的燈絲上,由于鹵化鎢是一種很不穩(wěn)定的化合物,其遇熱后又會(huì)重新分解成鹵素蒸氣和鎢,這樣鎢又在燈絲上沉積下來(lái),彌補(bǔ)被蒸發(fā)掉的部分。通過(guò)這種再生循環(huán)過(guò)程,燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(zhǎng)(幾乎是白熾燈的4倍),同時(shí)由于燈絲可以工作在更高溫度下,從而得到了更高的亮度,更高的色溫和更高的發(fā)光效率。