光源色溫怎么理解？光源色溫怎么測(cè)量？

光源色溫怎么理解？色溫是描述光源光譜質(zhì)量最常用的指標(biāo)，它主要表征的是光源的顏色差異。不同的光源，由于光譜能量分布的不同，其色溫就會(huì)有所差異，光源色溫的高低標(biāo)志著各自所含的光譜成分不同。本文對(duì)光源色溫的特點(diǎn)及測(cè)定方法做了介紹，對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下！

光源色溫怎么理解？

色溫是用來(lái)表示光源的光色的標(biāo)準(zhǔn)，單位為K（開(kāi)爾文）。光源的色溫是通過(guò)對(duì)比它的色彩和理論的熱黑體輻射來(lái)確定的。所謂絕對(duì)黑體是指不反射光也不透射光的物體，也就是能把光全部吸收的物體。比如在一塊有密閉空腔的耐火磚中，在磚壁上鑿開(kāi)一個(gè)足夠小的小孔，假設(shè)該小孔不會(huì)影響耐火磚的輻射。對(duì)該耐火磚進(jìn)行持續(xù)加熱，隨著耐火磚溫度不斷升高，耐火磚內(nèi)壁的輻射光的顏色隨著溫度的變化而變化，就像在不斷加熱鐵塊的過(guò)程中鐵塊由暗紅變亮紅、然后變黃、接著變白、最后變青一樣。當(dāng)現(xiàn)實(shí)生活中的光源（日光燈、自熾燈等）發(fā)出的光的顏色和黑體發(fā)出的光的顏色相同時(shí)，就用黑體在發(fā)這種顏色光的溫度下的溫度值表示該種顏色的光的色溫，用絕對(duì)溫度K表示，稱為開(kāi)氏溫標(biāo)。

從光譜學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，不同色溫反映了不同顏色的光包含有不同頻率的電磁波成分。由于不同頻率的光子能量不相同，低色溫光源的能量分布中紅光輻射要多些，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”。但是色溫相同只是說(shuō)明它們的光色相同，而其光譜分布可能會(huì)有很大不同。

光源色溫的特點(diǎn)：

光源色溫的高低標(biāo)志著各自所含的光譜成分不同。光源色溫越低，其光源中紅光的成分越多；光源色溫越高，其光源中藍(lán)光成分越多。下面列出了幾種典型的熱輻射光源的光譜成分。

中午陽(yáng)光：色溫值5500K，紅光33%、綠光34%、藍(lán)光33%。

鹵鎢燈：色溫值3200K，紅光45%、綠光34%、藍(lán)光21%。

白熾燈：色溫值2600K，紅光50%、綠光34%、藍(lán)光16%。

從上可以看出，當(dāng)光源色溫為5500K時(shí)，光源中所含紅光、綠光、藍(lán)光三種色光的比例大致相同，這時(shí)的光在人的視覺(jué)上為白光。當(dāng)光源色溫逐漸低于5500K時(shí)，光源中紅光的成分逐漸增加，綠光成分保持不變，而藍(lán)光成分逐漸減少，這時(shí)的光在人的視覺(jué)上偏紅色。反之，當(dāng)光源色溫逐漸高于5500K 時(shí)，紅光減少，藍(lán)光增加，這時(shí)的光在人的視覺(jué)上偏藍(lán)青色。從上面列舉的不同光源的光譜成分還可得出這樣的結(jié)論：熱輻射光源具有連續(xù)光譜，色溫值的高低，標(biāo)志著紅光成分與藍(lán)光成分的變化，綠光成分保持不變。下面是幾種常用光源的色溫值。

1.自然光

日出、日落時(shí)的陽(yáng)光：色溫值2000K

日出后1h：色溫值3500K

旦落前1h：色溫值3500K

日出后2h：色溫值4000K～4700K

日落前2h：色溫值4000K～4700K

正午晴天陽(yáng)光：色溫值6000K左右

陰天：色溫值6500K以上

晴藍(lán)天光：色溫值10000K

2.人造光

火柴的火焰：色溫值1700K

蠟燭光：色溫值1850K

40～60W白熾燈：色溫值2600K

100～200W白熾燈：色溫值2800K

鹵鎢燈（溴鎢燈、碘鎢燈）：色溫值3200K

金屬鹵化物燈：色溫值5600-6000K

攝影日光燈：色溫值5500K

電子閃光燈：色溫值6000K

三基色熒光燈：色溫值3200K

光源色溫的測(cè)定方法：

藍(lán)/紅比法通常用來(lái)測(cè)定一個(gè)光源的色溫。在這個(gè)方法中，改變標(biāo)準(zhǔn)光源（黑體或更通常的是經(jīng)預(yù)先校準(zhǔn)過(guò)的標(biāo)準(zhǔn)燈）的色溫，使其測(cè)得的被測(cè)光源和標(biāo)準(zhǔn)光源的藍(lán)/紅比相等、此時(shí)就認(rèn)為被測(cè)光源的色溫等于標(biāo)準(zhǔn)光源的色溫。嚴(yán)格地講，這樣比較得到的是分布溫度，而不是色溫。雖然在通常情況下由于被測(cè)光源和標(biāo)準(zhǔn)光源具有相同或近似相同的分光能量分布、這種差別是不大重要的但是如果所比較的這兩種光源具有不相同的分光能量分布+最好還是講這是它的分布溫度、盡管這分布溫度和所使用的藍(lán)、紅波長(zhǎng)范圍有關(guān)。因此，對(duì)于感光測(cè)定所用的儀器燈泡（鎢絲燈），可以用藍(lán)/紅比方法來(lái)標(biāo)定燈泡的色溫。

取一只無(wú)色泡殼的鎢絲燈，由小到大逐漸升高燈電壓（電流），燈絲的溫度隨之也逐漸升高，我們可以看到發(fā)出的光有兩個(gè)變化，一個(gè)是燈絲的亮度越來(lái)越大；另一個(gè)是它發(fā)出的光的顏色也在變化，先是暗紅，然后變?yōu)榧t、紅黃、黃白，最后變?yōu)榘咨?。并且只要將燈電壓（或電流）每次都調(diào)到同一數(shù)值，也就是說(shuō)燈絲被加熱到對(duì)應(yīng)的同一溫度時(shí)，它發(fā)出的光亮度總是相同的，光顏色總是恒定的，且不同的溫度對(duì)應(yīng)于不同的亮度，不同的顏色。不管燈絲點(diǎn)燃在什么溫度下，只要恰當(dāng)改變黑體的溫度，總可以使得黑體發(fā)射光的顏色與鎢絲燈發(fā)射光的顏色相匹配。由此可見(jiàn)，對(duì)于象白熾鎢絲燈這一類型的光源，不僅它的光色和它白熾體的溫度有一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而且在和黑體的光色相匹配的情況下，還和此時(shí)黑體的溫度有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

由于燈源的色溫不同，它所發(fā)射的光的顏色也就不同，它的藍(lán)/紅比值也不同。因此，感光測(cè)定中所用的燈源的色溫將影響著感光測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

光源色溫對(duì)視覺(jué)功效有何影響？

人眼視覺(jué)功能的實(shí)現(xiàn)需要一定的光通量（光功率），表現(xiàn)在視覺(jué)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(jué)作業(yè)的速度和精確度來(lái)評(píng)價(jià)視覺(jué)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(jué)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(jué)效果無(wú)差異，僅在101x時(shí)，似乎熒光燈比白熾燈的視覺(jué)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(méi)有達(dá)到此要求，在該照度值下的視覺(jué)效果的比較是沒(méi)有意義的。