白光 white light

2022-10-21 13:25:07 浏览:336

定义

产生白色印象的光。白光是人眼看起来白色的光。它可以是宽带光,其中光谱辐射在可见光谱区域内变化不大,或者具有结构化光谱但仍然是光谱分量的适当平衡的光。感知的色调最终仅由人眼的L,M和C光感受器激发的强度决定;然而,对于某些应用,人类的感知不是感兴趣的方面,并且对白光光谱的性质的要求可能不同。

白色调

有不同的色调(色调)都可以称为白色 - 不仅涉及亮度,还涉及白色色调:

  • 暖白色(或柔和的白色)具有一些黄色甚至橙色的色度倾向。
  • 冷白光(或冷白光)有向蓝色的倾向。
  • “日光白色”一词并不十分清楚,因为日光的色调可能会有很大差异,这取决于当天的时间,天气条件,主要是阳光直射还是来自蓝天的光线被收集等;通常,该术语用于相对较冷的色调。
  • 同样没有明确定义的是明亮的白色,但它暂时很酷。请注意,亮度通常与强度而不是色调相关联。

这种变化在很大程度上可以通过光的色温或产生它的光源来描述。即使是消费者也可以在选择照明产品时考虑色温,因为这些值现在经常被指定。3000 K的低色温通常是客厅的首选,创造更舒适的氛围并促进放松,而较高的色温则更适合包括办公室在内的工作空间,在那里它们可以支持注意力并减少疲劳的倾向。然而,请注意,与昼夜节律调节相关的生理效应(通过眼睛中特殊类型的光感受器引起,不用于视觉)主要由蓝光的含量决定,而不是仅用色温准确量化。

图 1:具有不同色温的白色色调。

更一般和更详细地说,白光的特性可以通过其色度来指定(例如,在CIE XYZ色彩空间中,见图1),这可以通过比色测量获得。

图 2:CIE 色度图。指示普朗克轨迹的区域(具有一些色温)具有白色色调

标准光源

CIE(国际照明委员会)为不同类型的白光定义了各种标准光源。特别重要的是光源系列D,它比早期版本的B和C更逼真地接近日光。一个特别重要的版本,在各种情况下用作标准,是光源D65,其相关色温为6504 K。

标准光源 E 具有恒定的光谱出口(以Me,λ)在整个可见光谱中,导致相关色温为5455 K。

标准光源系列F设计用于表示具有各种常见类型的荧光粉的荧光灯。同样,随着LED照明变得越来越普遍,2018年发布了一系列新的LED照明标准光源。

白光的光谱表征

每个白光源都有一定的白点,仅通过相关的色温并不能完全表征。对于标准光源,可以使用不同色彩空间的色度坐标。

请注意,被照亮物体的颜色外观不仅取决于照明源的白点;具有结构化光谱的光源与连续光源(如日光)可能存在较大的颜色偏差。这种偏差的大小可以用白光源的显色指数来量化。

色度计可用于测量色度坐标和相关色温。

白光分解和混合

白光可以分解成其光谱分量,例如通过色散棱镜或衍射光栅将其发送。早在艾萨克·牛顿(Isaac Newton)的早期,就已经发现白光可以分解成几种有色成分,尽管光的波动性质尚未得到明确认识。

另一方面,白光可以通过叠加不同的光谱分量来产生。该原理应用于许多领域,例如RGB源的使用和白光LED发射器(见上文)。

白光的应用

白光最重要的应用是客厅,办公室,制造大厅,剧院等的照明。如今产生了大量的白光,因此人口稠密的地区甚至很容易从太空中识别出来。

在更广阔的照明领域还有其他白光应用,例如显微镜、显示器、比色法测量和机器视觉。

对于某些特定应用,特别是在科学领域,需要具有高辐射度的白光源。例如,可以使用高强度放电灯。如果所需的辐射通量较低,但辐射度需要非常高,则可以使用基于超连续体生成的光源。

照明柜可以精确地产生一种或几种标准光源,消除其他环境光的可变影响。它们可用于客观地判断和测量物体的色调。

基础光学

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