为何要研究以可见光为光源的能量利用模式?利用可见光有哪几种形式?

为何要研究以可见光为光源的能量利用模式?利用可见光有哪几种形式?
为何要研究以可见光为光源的能量利用模式?利用可见光有哪几种形式?

为何要研究以可见光为光源的能量利用模式?利用可见光有哪几种形式?
可见光
不可见光
视觉特性
光谱能量分布特性
辐射度学
光度学
目视法
摘
要：简要分析了节能灯,光谱能量分布特性与人眼的视觉特性的相互作用关系及技术机理.给出了节能灯光辐射能量的测量对象,及与之相适应的测量体系.仅供参考.
一、节能灯的定义
（一）、荧光灯
在描述节能灯之前,应先描述一下荧光灯.
荧光灯,为汞蒸气气体放电光致发光电光源.分为低压汞蒸气放电荧光灯和高压汞蒸气放电荧光灯两大类.
高压汞蒸气放电荧光灯,又分有高压汞灯和超高压汞灯,用于工业照明和特殊场合照明.
低压汞蒸气放电荧光灯,在现实照明领域简称为：荧光灯.荧光灯管管径有T10、T8、T6、T5、T4、T3等,其形状有直管型、U型、螺旋型、H型、环型、双D型等.
（二）、节能灯
节能灯原本是一个功能性词汇,是对荧光灯技术性能和品质目标的描述.节能灯的技术实质是：低压汞蒸气放电荧光灯.
原本一个功能性词汇,之所以能演变成一个产品的名称性词汇.得益于电光源领域的科技进步,特别是发光材料的科技研发所取得的突破性进展（作者韩俭荣）.
自二十世纪九十年代以来,荧光灯产业界的工程技术人员.综合运用气体放电物理理论和电光源化学理论的新成果,经过艰苦科研攻关,将荧光灯的技术性能和品质,向前推进了一大步.由此,荧光灯脱胎换骨新生出节能灯.
电光源企业将荧光灯生产成管径为T5的：直管型、U型、螺旋型、H型等等多种形状的节能灯,用于民用和工商业照明.
（三）、节能灯与荧光灯实质区别
节能灯与荧光灯相比较,其外形基本相似,有的基本一样.实质区别在于技术特性与品质,即：电度学与光度学的技术特性和品质参数.在诸多技术特性和品质参数中,主要的实质区别为：高光效、高节能.部分技术品质优秀的节能灯,会注重有效视觉光效这个目标.
二、电光源与光
1、光是一种电磁辐射波,是一种电磁辐射能.其波长区间较宽：从宇宙射线到长波.光辐射能量,人眼并不是都能看的见.光辐射能量包括可见光和不可见光两部分.
2、从电磁辐射波谱可以看到,可见光只是电磁辐射波中的一小部分.通常认为波长在390-770nm范围的电磁辐射波为可见光.
3、在可见光波长范围内,人眼睛对光与色的真实视觉感,依可见光的波长从长到短表现为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫色.
4、在可见光波长范围内,人眼睛对光与色真实视觉感的灵敏度也是不一样的.分为高灵敏可见光和低灵敏可见光（作者韩俭荣）.
5、电光源将电能转换成光辐射能用于照明,产生的光辐射能量,并不全是可见光辐射能量.包含可见光辐射能量与不可看见光辐射能量两部分.
6、电光源将电能转换成光辐射能用于照明,人眼睛能感觉到的可见光辐射能量,才是真正有效用的辐射能量.
7、电光源的技术与品质不同,光辐射能量的光谱能量分布结构不同.其可见光与不可见光辐射能量的比例也是不同的.（青岛法兰克微电子,韩俭荣撰写的专题文章.有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字.而后,或者整篇或者大篇幅的,直接应用于自己的网站上.希望以后不要这样.）
8、电光源产生的可见光辐射能量,具有一定的波长区间范围和光谱能量分布结构.电光源的技术与品质不同,可见光辐射能量的光谱能量分布结构不同.可见光辐射能量中包括：高灵敏可见光和低灵敏可见光两部分.
9、电光源的技术与品质不同,可见光辐射能量的光谱能量分布结构不同.在其可见光辐射能量中,高灵敏可见光和低灵敏可见光,辐射能量的比例也是不同的.
三、人眼的视觉特性
（一）、人眼的视觉生理构造与机理
1、人眼的视觉生理构造
人眼近似为一个球形,假如从前向后切开,就会得到一个人眼的切面图.最前面的是充满水晶体的前房.前房后面是后房,里面装满了后方液.最后面是视网膜.
在视网膜上分布有大量的感光细胞.感光细胞分为杆状细胞和锥状细胞,两者功能不一样.
2、人眼的视觉机理
视网膜是眼睛感受光辐射能量刺激的机体.外界的光辐射能量进入眼内,在视网膜上,由杆状细胞和锥状细胞综合成像后,由视神经传递到大脑中枢形成视觉.
（二）、空间环境与人眼的视觉状态
人眼所处的空间环境,有明亮的、有黑暗的、有介于明亮与黑暗之间的.（作者韩俭荣）一般定义为：明视觉状态、暗视觉状态和中间视觉状态.
明视觉状态：人眼所处的空间环境,亮度大于3cd,为明视觉状态.
暗视觉状态：人眼所处的空间环境,亮度小于0.001cd,为暗视觉状态.
中间视觉状态：人眼所处的空间环境,介于明视觉和暗视觉之间的,为中间视觉状态.
电光源将电能转换成光辐射能用于照明,其运行环境的空间环境为人眼的明视觉状态.
（青岛法兰克微电子,韩俭荣撰写的专题文章.有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字.而后,或者整篇或者大篇幅的,直接应用于自己的网站上.希望以后不要这样.）
（三）、人眼的视觉特性
1、人眼视网膜上的杆状细胞和锥状细胞,两者对光辐射能量刺激的响应灵敏度不同,功能不一样.
杆状细胞：对光辐射能量刺激的响应灵敏度高,能够感受极微弱的光能量辐射.但是,不能很好地区分颜色和分辨物体的细节.
锥状细胞：对光辐射能量刺激的响应灵敏度低,不能够感受极微弱的光能量辐射.但是,对颜色的响应灵敏度高,能够很好地区分颜色,分辨物体的细节（作者韩俭荣）.
2、在不同的视觉状态下,人眼的视觉,是由杆状细胞和锥状细胞综合成像后产生的.因此,对不同光谱的光辐射能量,对应于不同的响应灵敏度.
3、在不同的视觉状态下,对光辐射能量刺激的响应,起主导作用的感光细胞不同.对不同光谱的光辐射能量,响应灵敏度的对应关系也是不同的.
4、人眼视网膜上的锥状细胞,又细分为三种感光细胞.在明视觉状态下,分别对可见光辐射能量中的,红、绿、蓝三个可见光谱带的辐射能量,对应于高响应灵敏度.
（青岛法兰克微电子,韩俭荣撰写的专题文章.有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字.而后,或者整篇或者大篇幅的,直接应用于自己的网站上.希望以后不要这样.）
四、人眼的视觉特性函数曲线
（一）、电光源产生的可见光辐射能量,具有一定的波长范围,可以细分成若干个单光谱的光辐射能量.
（二）、人眼视网膜上的感光细胞,对每一个单光谱的光辐射能量,一对一地对应一个响应灵敏度.
（三）、在平面坐标图上,以波长为横轴,以响应灵敏度为纵轴.将每个单光谱的光辐射能量与响应灵敏度一对一地对应点进行描绘,就会得到一条类似于正弦抛物线的曲线,我们称其为：人眼的视觉特性函数曲线.
（四）、人眼的视觉特性函数曲线,我们设置两个特征参量进行描述,即：峰值和半峰宽度.（作者韩俭荣）峰值只有一个,在峰值基本确定的前提下,视觉特性函数曲线的半峰宽度也基本确定.
五、人眼的视觉特性函数曲线的物理意义
1、人眼的视觉特性函数曲线的物理意义：表征的是人眼的视觉灵敏度与光频谱之间的关系.表明人眼的视觉对光具有选择性.同等能量的可见光辐射,其波长不同,在人眼中产生的真实视觉感,是不同的.
2、峰值的物理意义：表征的是峰值所对应的光频谱的光辐射,单位能量在人眼中产生的真实视觉感最强烈.在峰值左右两边,离峰值所对应的光频谱,越远的光频谱的光辐射,单位能量在人眼中产生的真实视觉感越低.
3、半峰宽度的物理意义：1/2峰值高度处,视觉特性函数曲线上两点所对应的波长范围,我们称为：人眼的视觉特性函数曲线的半峰宽度.表征的是：在半峰宽度的波长范围内,单位光辐射能量在人眼中产生的真实视觉感强烈（作者韩俭荣）.
也可以理解为：在半峰宽度的波长范围内的光辐射,人眼视觉对其辐射能量刺激的响应为高响应灵敏度.
（青岛法兰克微电子,韩俭荣撰写的专题文章.有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字.而后,或者整篇或者大篇幅的,直接应用于自己的网站上.希望以后不要这样.）
六、节能灯光谱能量分布特性与人眼的视觉特性函数曲线
1、节能灯是气体放电光源,其光辐射能量是由红、绿、蓝色,三个不同峰值、不同频谱宽度的独立窄带光谱合成的.将窄带光谱的各个峰值点进行描绘,就得到一条节能灯的光谱能量分布特性曲线.这条特性曲线,是一条不是很规则的近似于抛物线的曲线（作者韩俭荣）.
2、节能灯的光谱能量分布特性曲线不是固定的,与节能灯的技术性能和品质有关.
3、节能灯的光谱能量分布特性曲线,如果能够靠近人眼的视觉特性函数曲线.在相同光辐射能量的前提下,节能灯的光辐射能量,在人眼上产生的光与色的真实视觉感就强烈.越靠近,越强烈.假如,两条曲线能重叠,其真实视觉感就最强烈.
七、电光源光辐射能量的测量体系
光辐射能量是一种电磁辐射能量.对光辐射能量的测量,现存在两种不同的测量体系.即：辐射度学和光度学体系.
1、辐射度学体系：是以纯客观的物理概念为理论基础,以纯客观的物理能量为测量对象的评价体系.
它适应于光辐射能量的全波段,仅从能量的角度对光辐射能量进行评价（作者韩俭荣）.
2、光度学体系：是以辐射度学体系的基本理论为指导,以人眼睛的生理视觉特性为基础.是以在人眼睛上,能够产生明暗与颜色真实视觉感的光辐射物理能量,为对象的评价体系.
它适应于光辐射能量的可见光波段,是从光辐射能量与人眼睛真实视觉感的相互作用的对应关系的角度,对光辐射能量进行评价.