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光源色溫怎么理解?光源色溫是用來定量描述光源顏色的物理量,它是由光源的光譜功率分布所決定的,色溫越高,顏色越偏向短波部分,色溫越低,光色越趨向于長波,即趨于紅黃色。其單位為開爾文,用“K”表示。那么,光源色溫越高照度越高嗎?下文對(duì)此作了介紹,對(duì)色溫知識(shí)感興趣的朋友可以了解一下!
如果一個(gè)光源發(fā)射光的色品與某一溫度下黑體的色品相同(匹配),那么此時(shí)黑體的絕對(duì)溫度就叫做該光源的顏色溫度,簡稱色溫,它直接和普朗克黑體輻射定律相聯(lián)系。。色溫是表示光源光色的尺度,單位為K(開爾文)。色溫是在攝影、錄像、出版等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。
低色溫光源的特征是能量分布中,紅輻射相對(duì)說要多些,通常稱為“暖光”;色溫提高后,能量分布集中,藍(lán)輻射的比例增加,通常稱為“冷光”。一些常用光源的色溫為:標(biāo)準(zhǔn)燭光為1930K(開爾文溫度單位);鎢絲燈為2760-2900K;熒光燈為3000K;閃光燈為3800K;中午陽光為5600K;電子閃光燈為6000K;藍(lán)天為12000-18000K。
因?yàn)榇蟛糠止庠此l(fā)出的光皆通稱為白光,故光源的色表溫度或相關(guān)色溫度即用以指稱其光色相對(duì)白的程度,以量化光源的光色表現(xiàn)。根據(jù)Max Planck的理論,將一具完全吸收與放射能力的標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱,溫度逐漸升高光度亦隨之改變;CIE色坐標(biāo)上的黑體曲線顯示黑體由紅—橙紅—黃—黃白—白—藍(lán)白的過程。黑體加溫到出現(xiàn)與光源相同或接近光色時(shí)的溫度,定義為該光源的相關(guān)色溫度,稱色溫,以絕對(duì)溫K(Kelvin,或稱開氏溫度)為單位(K=℃+273.15)。因此,黑體加熱至呈紅色時(shí)溫度約527℃即800K,其他溫度影響光色變化。光色愈偏藍(lán),色溫愈高;偏紅則色溫愈低。一天當(dāng)中日光的光色亦隨時(shí)間變化:日出后40分鐘光色較黃,色溫3000K;正午陽光雪白,上升至4800—5800K,陰天正午時(shí)分則約6500K;日落前光色偏紅,色溫又降至紙2200K。
因相關(guān)色溫度事實(shí)上是以黑體輻射接近光源光色時(shí),對(duì)該光源光色表現(xiàn)的評(píng)價(jià)值,并非一種精確的顏色對(duì)比,故具相同色溫值的二光源,可能在光色外觀上仍有些許差異。色溫在3300K以下有穩(wěn)重的氣氛,溫暖的感覺;色溫在3000——5000K為中間色溫,有爽快的感覺;色溫在5000K以上有冷的感覺。
白熾燈和鹵鎢燈的色溫低,雖然顯色性好,但由于光效低,大部分能量轉(zhuǎn)化為熱能,隨著高光效的熒光燈、金鹵燈等氣體放電燈的應(yīng)用及其顯色性的改善,一般不再用低光效的白熾燈和鹵鎢燈來實(shí)現(xiàn)要求達(dá)到的高照度,因?yàn)檫@樣不利于節(jié)約能耗。熒光燈原來采用鹵磷酸鹽熒光粉,只能做高色溫的燈管,后來采用稀土熒光粉才能做出低色溫的燈管。
隨著金鹵燈制造技術(shù)的不斷發(fā)展,目前已有3000K的低色溫金鹵燈,其光效高,顯色性好。用3000K的金鹵燈來照明達(dá)到較高的照度,人們的視覺效果良好,對(duì)光環(huán)境的感覺滿意。所以光源色溫的選擇并不取決于要求達(dá)到的照度的高低,“高色溫高照度,低色溫低照度”的觀點(diǎn)可以放棄了。
色溫是照明光學(xué)中用于定義光源顏色的一個(gè)物理量。當(dāng)色溫越高的時(shí)候,光源發(fā)出的顏色就越偏冷,大致是經(jīng)歷一個(gè)紅——橙紅——黃——黃白——白——藍(lán)白的漸變過程。
亮度是指發(fā)光體(反光體)表面發(fā)光(反光)強(qiáng)弱的物理量。人眼從一個(gè)方向觀察光源,在這個(gè)方向上的光強(qiáng)與人眼所“見到”的光源面積之比,定義為該光源單位的亮度,即單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度。亮度的單位是坎德拉/平方米(cd/m2)亮度是人對(duì)光的強(qiáng)度的感受。它是一個(gè)主觀的量。與光照度不同的,由物理定義的客觀的相應(yīng)的量是光強(qiáng)。這兩個(gè)量在一般的日常用語中往往被混淆。亮度也稱明度,表示色彩的明暗程度。人眼所感受到的亮度是色彩反射或透射的光亮所決定的。
當(dāng)然二者雖然沒有直接的關(guān)系,不過不同色溫的光源,給人的感覺是不一樣的,所以我們常常會(huì)以為色溫高的光源更“亮”。暖白的色溫是2700K~3300K暖白給人的感覺穩(wěn)重、溫馨,冷白5500K-6500K則顯得“更刺眼”。
人眼視覺功能的實(shí)現(xiàn)需要一定的光通量(光功率),表現(xiàn)在視覺作業(yè)面上要求達(dá)到一定的照度(亮度)。為了研究色溫與照度之間的關(guān)系,人們進(jìn)行了大量的視我功效實(shí)驗(yàn)(用視覺作業(yè)的速度和精確度來評(píng)價(jià)視覺能力),以弄清楚在相同的照度下用低色溫的光源(如白熾燈)和高色溫的光源(如日光色熒光燈)照明的視覺效果是否有差異。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,熒光燈和白熾燈在601x以上時(shí),視覺效果無差異,僅在101x時(shí),似乎熒光燈比白熾燈的視覺效果略差。CIE提出要看清楚人臉部特征所需的最低亮度為1cd/m2,相當(dāng)于201x的照度。101x沒有達(dá)到此要求,在該照度值下的視覺效果的比較是沒有意義的。
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;從孩子閱讀來說,一般一次閱讀時(shí)間不超過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。
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什么區(qū)別。最好是買4000K、4500K、5000K比較好。相對(duì)4000K的光比較黃,但也相對(duì)比較柔和。
不過如果要進(jìn)行顏色對(duì)色,那么色溫6000K時(shí),視覺最敏銳,可以幫助觀察者更加精準(zhǔn)的判斷物品顏色。目前國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)光源D65其色溫就是6500K。