建筑装饰工程技术专业教学资源库
专业百科——环境的物理因素与人体健康和工效
照明环境与人的视觉
1、照明环境与人的视觉
1）光与色的概念
光是一种能在人的视觉器官上引起光感的电磁辐射，其波长范围为380~780nm。在这个范围之外的，通常称为“线”和“波”。
人依赖不同的感觉器官从外界获取的信息中，有约80%来自视觉器官。光对人的视力健康和工作效率都有直接的影响，良好的照明环境是保证人正常工作和生活的必要条件。 (1)光源
自身能够发光的物体叫做发光体，物理学称之为光
源。如果光源与照射距离相比，其大小可以忽略不计，这样的光源叫做点光源。点光源发射的光在空间是各处均匀的。光源附以适当的装置后，可以发射平行的光束，例如探照灯，或者，被照射的物体相对于光源或照射距离其体积极小，例如地球与太阳的关系，这时的光源叫做平行光源。 (2)光通量
光源发光时要消耗其他形式的能，例如电灯发光时要消耗电能，煤油灯和蛮火虫发光时都要消耗化学能，所以，光源也就是一种把其他形式的能转变为光能的装置。前已述及，光是一种电磁辐射，物理学上把光源辐射出的光能与出生所经历的时间之比称作光源的光通量。即，如果在t秒内通过某一面积的光能是A，那么光通量就是这一面积的光能A与照射时间t的比值。
光通量与光谱辐射通量、光谱光视效率、光谱光视效能成正比。光通量用符
1.1光
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号Φ表示，单位是流明（lm)，1lm是l烛光的点光源在单位立体角内所发射的光通量。发光强度是1烛光的光源，它所发出的光通量就是4πlm。 (3)发光强度
光通量描述的是某一光源发射出的光能的总量，但光能（光通量）在空间的分布未必是各处均等的，例如台灯戴与不戴灯罩，它投射到桌面上的光线是不一样的，加了灯罩后，灯罩会将往上投射的光向下反射，使向下的光通量增加，桌面就会亮一些。所以需要引入一个物理量——发光强度来描述光在空间分布的状况。光通量在空间的密度叫做发光强度。发
1.2发光强度
光强度用符号Iα表示，单位是坎德拉（cd)。。1cd是光源在l1球面度立体角内均匀发射出1lm的光通量。 (4)照度
上述光通量和发光强度是就光源而言的，对于被照射的物体而言，需要引入照度的概念来衡量。照度是单位面积上光通量，也就是被照面上的光通量密度。照度用符号E表示，单位是勒克斯（lx)。1lx是1平方米的被照面上均匀分布有1lm的光通量。照度的定义与实际情况是相符的。当被照面积一定时，该面积上得到的光通量越多，照度就越大；如果光通量是一定的，在均匀照射的情况下，被照面积越大，则照度越小。理解照度有一个感性实例:在40W白焕灯下1m处的照度约为30lx。
(5)照度与发光强度的关系式称作手传振动。
关于照度与发光强度的关系有两条定律： ①照度第一定律：点光源垂直照射时，被照面上的照度E，与光源在照射方向的发光强度Iα成正比，与光源到被照面的距离r的平方成反比，
1.3亮度
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即：E=Iα/r2。
②照度第二定律：平行光源照射时，被照面上的照度E与入射角i(被照面法线与入射光线的夹角）的余弦和光源在i方向的发光强度Iα成正比，与光源到被照面的距离r的平方成反比，即：E=(Iα/r2）cosi。 (6)亮度
照度相同的情况下，黑色和白色的物体给人的视觉感受是不一样的，白色物体看起来比黑色物体亮得多，这说明照度不能直接描述人的视觉感受。发光物体在人的视网膜上成像，人主观感觉该物体的明亮程度与视网膜上物像的照度成正比。物像的照度愈大，人觉得该物体愈亮。
视网膜上物像的照度是由物像的面积（与发光物体的面积A有关）和落在这面积上的光通量（与发光物体朝视线方向的发光强度Iα有关）所决定。视网膜上物像的照度与发光物体在视线方向的投影面Acosα成反比，与发光物体朝视线方向的发光强度Iα成正比，这种关系叫做亮度。所以，亮度是发光物体在视线方向上单位面积的发光强度。亮度用符号Lα表示，即Lα=Iα/ACOSα,单位是坎德拉每平方米（cd/m2)或熙提（sb），1sb=104cd/m2。
人主观所感觉的物体明亮程度，除了与物体表面亮度有关外，还与所处环境的明暗程度有关。同一亮度的表面，分别置于明亮和昏暗的环境中，人会觉得昏暗环境中的表面比明亮环境中表面的亮。为区别这两种不同的亮度，常将前者称为“物理亮度（或称亮度)”,将后者称为“表观亮度（或称明亮度)”。 （7）亮度照度的关系
所谓亮度与照度的关系指的是光源亮度与它所形成的照度之间的关系。反映该关系的是立体角投影定律某亮度为Lα的发光表面在被照面上形成的照度的大小，等于该发光表面的亮度Lα与该发光表面在被照点上形成的立体角Ω的投影的乘积。
1.4眼睛
拓展知识-人体工程学-照明环境与人的视觉.
