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什么是色溫?什么是相關色溫? 如果一個光的顏色與某一溫度下的黑體發射光的顏色相同,此時黑體的絕對溫度值就叫做該光源的顏色溫度,簡稱色溫。如果一個光源與某一溫度下的黑體具有最接近的光色,此時黑體的這個絕對溫度值就叫做該光源的相關色溫。那么,色溫和相關色溫什么關系?下文為大家做了介紹。
在描(miao)述光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特性時(shi)經常用到色(se)(se)(se)(se)溫(wen)(wen)(wen)、相(xiang)關(guan)(guan)色(se)(se)(se)(se)溫(wen)(wen)(wen)。如(ru)果一(yi)個光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)發射光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(即光(guang)(guang)(guang)色(se)(se)(se)(se))與某(mou)一(yi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)體(ti)發射光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)(即色(se)(se)(se)(se)品)相(xiang)同,那么(me),此時(shi)黑(hei)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕對溫(wen)(wen)(wen)度(du)值就叫做該光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(簡稱色(se)(se)(se)(se)溫(wen)(wen)(wen))。當(dang)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)發射光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)和黑(hei)體(ti)不(bu)相(xiang)同時(shi),我們用“相(xiang)關(guan)(guan)色(se)(se)(se)(se)溫(wen)(wen)(wen)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)概(gai)念來描(miao)述光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色(se)(se)(se)(se)。相(xiang)關(guan)(guan)色(se)(se)(se)(se)溫(wen)(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)定義是(shi):在某(mou)一(yi)確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)(se)品圖中,如(ru)果一(yi)個光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)與某(mou)一(yi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)體(ti)具有最接近的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)(se)品,此時(shi)黑(hei)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕對溫(wen)(wen)(wen)度(du)值就叫做光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)(guan)色(se)(se)(se)(se)溫(wen)(wen)(wen)。黑(hei)體(ti)發射光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)對光(guang)(guang)(guang)譜功率分布由普朗克定律給出:
其中:T——黑(hei)體的絕對溫度;
λ——波長;
C1——第一輻射常數,C1=3.7417749x10-16W·m2。
C2-第二輻射常數,C2=1.4388x10-2m·K。
從上述概念(nian)中(zhong),可以看(kan)出(chu)當(dang)光源發射光的(de)(de)(de)顏色(se)(se)(se)和(he)(he)(he)黑體不同時,色(se)(se)(se)溫的(de)(de)(de)概念(nian)被擴大(da)到(dao)更一(yi)(yi)(yi)般的(de)(de)(de)“相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫”的(de)(de)(de)概念(nian)。在(zai)(zai)色(se)(se)(se)溫和(he)(he)(he)相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫的(de)(de)(de)定(ding)義中(zhong),必(bi)須(xu)是對標準的(de)(de)(de)色(se)(se)(se)覺(jue)觀(guan)察(cha)者(zhe)而言(yan)。因(yin)為不同的(de)(de)(de)色(se)(se)(se)覺(jue)觀(guan)察(cha)者(zhe)。特別是具有色(se)(se)(se)覺(jue)缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)觀(guan)察(cha)者(zhe)在(zai)(zai)評價時,將可能(neng)收到(dao)不同的(de)(de)(de)結果(guo)。在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫的(de)(de)(de)定(ding)義中(zhong)、必(bi)須(xu)規(gui)定(ding)出(chu)一(yi)(yi)(yi)個最(zui)合適的(de)(de)(de),為大(da)家(jia)所公(gong)認的(de)(de)(de)均勻色(se)(se)(se)度圖。對同一(yi)(yi)(yi)光源,由依據的(de)(de)(de)均勻色(se)(se)(se)度圖的(de)(de)(de)不同,所求出(chu)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫也不同。現規(gui)定(ding)用CIE1960UCS色(se)(se)(se)度圖。在(zai)(zai)上述定(ding)義中(zhong),都包括了人眼(yan)的(de)(de)(de)色(se)(se)(se)覺(jue)特性(xing),因(yin)此(ci),色(se)(se)(se)溫和(he)(he)(he)相(xiang)(xiang)(xiang)關(guan)色(se)(se)(se)溫實(shi)際上是一(yi)(yi)(yi)個心理物理量。
根據CIE1931色(se)度(du)函數x(λ),y(λ),z(λ)(又稱光譜(pu)三(san)(san)刺激值,適(shi)于視(shi)場角小于4°的情況)及光源相(xiang)對光譜(pu)功率分布(bu)E(λ)可以求出光源的三(san)(san)刺激值X、Y、Z:
根據光源(yuan)種類的(de)不同,可(ke)取△λ=1nm,2nm,5nm。光源(yuan)在CIE1931色(se)品圖上的(de)三色(se)坐標為:
計算光源在CIE1960UCS均勻色度坐(zuo)標系(xi)中的色品坐(zuo)標u、v值:
已(yi)知光源(yuan)的(de)色品坐標u、v值可用直接內(nei)插(cha)法(fa)(fa)、三角形(xing)垂足法(fa)(fa)、色溫(wen)逐次逼近法(fa)(fa)等方(fang)法(fa)(fa)編制程序(xu)算出光源(yuan)的(de)色溫(wen)和相關(guan)色溫(wen),這里就不詳(xiang)細討論(lun)了,可參閱有(you)關(guan)文獻(xian)。
色(se)溫(wen),由光譜(pu)(pu)決定。人(ren)眼可以(yi)感覺到的(de)電磁波的(de)波長,是(shi)380到780nm,把它們輻射量逐(zhu)一表(biao)出,叫光譜(pu)(pu)。小于380nm的(de)叫紫外(wai),大于780nm的(de)叫紅外(wai)。色(se)溫(wen)是(shi)表(biao)征光譜(pu)(pu)能(neng)(neng)量分(fen)(fen)(fen)布的(de)指(zhi)標,色(se)溫(wen)高(gao),光譜(pu)(pu)能(neng)(neng)量分(fen)(fen)(fen)布于短(duan)波的(de)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)略(lve)多,顏色(se)偏藍。色(se)溫(wen)低,光譜(pu)(pu)能(neng)(neng)量分(fen)(fen)(fen)布于長波的(de)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)略(lve)多,顏色(se)偏黃。所以(yi)色(se)溫(wen)不意味著(zhu)光的(de)顏色(se),僅表(biao)示混合光的(de)光譜(pu)(pu)能(neng)(neng)量的(de)分(fen)(fen)(fen)布。
光,特(te)別是“白光”,都是由各種(zhong)波(bo)長的(de)(de)光混合而(er)成,不同(tong)的(de)(de)波(bo)長對應不同(tong)的(de)(de)顏色(se);一種(zhong)光中有哪些成分、強度各多(duo)少,反(fan)映(ying)在有橫(heng)軸、縱軸的(de)(de)圖表上,便是所謂的(de)(de)“光譜(pu)”。
光譜(pu)(pu)就(jiu)像是光的素(su)描,一(yi)種光有啥特點(dian),大(da)致(zhi)能在光譜(pu)(pu)上得到(dao)反映,若(ruo)我們只(zhi)關(guan)注這幾個(ge)參(can)數(shu),那么可(ke)以簡單粗暴(bao)的說:光譜(pu)(pu)決定一(yi)切,它一(yi)變,其(qi)他各項(xiang)必然(ran)改(gai)變;其(qi)中一(yi)項(xiang)有個(ge)高低增減,光譜(pu)(pu)也隨之(zhi)上下左(zuo)右(you),可(ke)謂(wei)牽一(yi)發而動全身(shen)。
不同的工作環境應該使用(yong)不同的光(guang)源(yuan)色溫。研究表明(ming):
成人(ren)4000K色溫比較(jiao)適合(he)閱(yue)(yue)讀,使(shi)用4000~5000K色溫的(de)(de)LED光(guang)源臺燈是(shi)合(he)適的(de)(de),這會(hui)令人(ren)亢(kang)奮,工作(zuo)積極;從孩子閱(yue)(yue)讀來(lai)說,一般一次閱(yue)(yue)讀時間不超過1個(ge)半小時,且多是(shi)晚上,故使(shi)用3000K~3500K色溫的(de)(de)光(guang)源是(shi)最適合(he)的(de)(de),含藍光(guang)少,不傷眼,有利(li)睡眠,有助于孩子的(de)(de)健康(kang)成長。
色溫太高的(de)話發出的(de)光源是(shi)很(hen)亮很(hen)白的(de),這(zhe)跟普通的(de)日光燈(deng)沒什(shen)么區別。最好是(shi)買4000K、4500K、5000K比(bi)較(jiao)好。相對4000K的(de)光比(bi)較(jiao)黃,但也相對比(bi)較(jiao)柔(rou)和。
不過(guo)如果要(yao)進行顏色對色,那么(me)色溫(wen)6000K時(shi),視覺最敏銳,可以(yi)幫助觀察(cha)者更加精準的判(pan)斷物品(pin)顏色。目前國內(nei)的標(biao)準光源D65其色溫(wen)就是(shi)6500K。
大(da)家購買(mai)燈(deng)(deng)具時,不(bu)但要考(kao)慮照(zhao)(zhao)度,也就是(shi)我(wo)們(men)常說的(de)(de)(de)瓦數,還(huan)要學會考(kao)慮色(se)溫(wen)。正規(gui)廠家生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)燈(deng)(deng)泡會在包裝上標明(ming)色(se)溫(wen),常用(yong)的(de)(de)(de)色(se)溫(wen)是(shi)2700k,即普通白熾(chi)燈(deng)(deng)的(de)(de)(de)色(se)溫(wen),其特(te)點(dian)是(shi)感覺(jue)光(guang)(guang)線溫(wen)暖,但不(bu)夠亮,適合用(yong)于(yu)臥室床頭(tou)、壁燈(deng)(deng)等(deng)局(ju)部(bu)照(zhao)(zhao)明(ming);3000k是(shi)最接(jie)近(jin)自然光(guang)(guang)的(de)(de)(de)色(se)溫(wen),屬(shu)暖光(guang)(guang),光(guang)(guang)線既溫(wen)暖又明(ming)亮,適用(yong)于(yu)家中(zhong)整體照(zhao)(zhao)明(ming)設計;3400k是(shi)白光(guang)(guang),可以(yi)讓(rang)人精神集中(zhong),適用(yong)于(yu)辦公、學習等(deng)場所。如果光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)包裝上沒有色(se)溫(wen)標識,可能(neng)是(shi)非正規(gui)產(chan)品,盡量不(bu)要購買(mai)。
色(se)(se)溫(wen)(wen)是表(biao)示光源光譜質量最通(tong)用的(de)(de)(de)(de)指標。一般用Tc表(biao)示。色(se)(se)溫(wen)(wen)是按絕(jue)對(dui)黑(hei)(hei)體來定義的(de)(de)(de)(de),絕(jue)對(dui)黑(hei)(hei)體的(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射和光源在可見區(qu)的(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)射完全(quan)相同時(shi),此時(shi)黑(hei)(hei)體的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度就(jiu)稱此光源的(de)(de)(de)(de)色(se)(se)溫(wen)(wen)。低色(se)(se)溫(wen)(wen)光源的(de)(de)(de)(de)特(te)征是能(neng)(neng)量分(fen)布(bu)中,紅輻(fu)(fu)射相對(dui)來說要多(duo)些,通(tong)常稱為(wei)“暖(nuan)光”;色(se)(se)溫(wen)(wen)提高后,能(neng)(neng)量分(fen)布(bu)中,藍(lan)輻(fu)(fu)射的(de)(de)(de)(de)比例增加,通(tong)常稱為(wei)“冷光”。
鹵(lu)(lu)素(su)(su)燈色溫(wen):氣體放電鹵(lu)(lu)素(su)(su)燈高的色溫(wen)可達(da)5000多。燈絲帶有(you)鹵(lu)(lu)素(su)(su)循環的大約在(zai)2700左(zuo)右(you)。?
鹵(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)素(su)燈(deng)與其他白熾燈(deng)的(de)(de)最大(da)差別(bie)在于一(yi)點,就是(shi)(shi)鹵(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)素(su)燈(deng)的(de)(de)玻璃(li)外殼中(zhong)充有一(yi)些鹵(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)族元(yuan)素(su)氣(qi)體(通(tong)常是(shi)(shi)碘或溴),其工作(zuo)原(yuan)(yuan)理為:當燈(deng)絲(si)發(fa)(fa)熱(re)時(shi),鎢(wu)(wu)(wu)(wu)原(yuan)(yuan)子被(bei)蒸發(fa)(fa)后向玻璃(li)管(guan)壁方向移動(dong),當接近(jin)玻璃(li)管(guan)壁時(shi),鎢(wu)(wu)(wu)(wu)蒸氣(qi)被(bei)冷卻到大(da)約800℃并和鹵(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)素(su)原(yuan)(yuan)子結合在一(yi)起(qi),形成(cheng)鹵(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)化(hua)(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)(碘化(hua)(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)或溴化(hua)(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu))。鹵(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)化(hua)(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)向玻璃(li)管(guan)中(zhong)央(yang)繼續移動(dong),又(you)重(zhong)新(xin)回到被(bei)氧化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)燈(deng)絲(si)上(shang),由于鹵(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)化(hua)(hua)(hua)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)一(yi)種很不穩定的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物,其遇熱(re)后又(you)會(hui)重(zhong)新(xin)分解成(cheng)鹵(lu)(lu)(lu)(lu)(lu)素(su)蒸氣(qi)和鎢(wu)(wu)(wu)(wu),這樣鎢(wu)(wu)(wu)(wu)又(you)在燈(deng)絲(si)上(shang)沉積下(xia)來(lai),彌(mi)補被(bei)蒸發(fa)(fa)掉的(de)(de)部分。通(tong)過這種再生循環過程(cheng),燈(deng)絲(si)的(de)(de)使用(yong)壽命不僅(jin)得(de)(de)到了大(da)大(da)延長(幾乎是(shi)(shi)白熾燈(deng)的(de)(de)4倍),同時(shi)由于燈(deng)絲(si)可以工作(zuo)在更高溫(wen)度下(xia),從而得(de)(de)到了更高的(de)(de)亮度,更高的(de)(de)色溫(wen)和更高的(de)(de)發(fa)(fa)光效率。
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