什么是色温?什么是相关色温? 如果一个光的颜色与某一温度下的黑体发射光的颜色相同,此时黑体的绝对温度值就叫做该光源的颜色温度,简称色温。如果一个光源与某一温度下的黑体具有最接近的光色,此时黑体的这个绝对温度值就叫做该光源的相关色温。那么,色温和相关色温什么关系?下文为大家做了介绍。
在描述光源的质的特性时经常用到色温、相关色温。如果一个光源发射光的颜色(即光色)与某一温度下的黑体发射光的颜色(即色品)相同,那么,此时黑体的绝对温度值就叫做该光源的颜色温度(简称色温)。当光源发射光的颜色和黑体不相同时,我们用“相关色温”的概念来描述光源的颜色。相关色温的定义是:在某一确定的色品图中,如果一个光源与某一温度下的黑体具有最接近的色品,此时黑体的绝对温度值就叫做光源的相关色温。黑体发射光的相对光谱功率分布由普朗克定律给出:
其中:T——黑体的绝对温度;
λ——波长;
C1——第一辐射常数,C1=3.7417749x10-16W·m2。
C2-第二辐射常数,C2=1.4388x10-2m·K。
从上述概念中,可以看出当光源发射光的颜色和黑体不同时,色温的概念被扩大到更一般的“相关色温”的概念。在色温和相关色温的定义中,必须是对标准的色觉观察者而言。因为不同的色觉观察者。特别是具有色觉缺陷的观察者在评价时,将可能收到不同的结果。在相关色温的定义中、必须规定出一个最合适的,为大家所公认的均匀色度图。对同一光源,由依据的均匀色度图的不同,所求出的相关色温也不同。现规定用CIE1960UCS色度图。在上述定义中,都包括了人眼的色觉特性,因此,色温和相关色温实际上是一个心理物理量。
根据CIE1931色度函数x(λ),y(λ),z(λ)(又称光谱三刺激值,适于视场角小于4°的情况)及光源相对光谱功率分布E(λ)可以求出光源的三刺激值X、Y、Z:
根据光源种类的不同,可取△λ=1nm,2nm,5nm。光源在CIE1931色品图上的三色坐标为:
计算光源在CIE1960UCS均匀色度坐标系中的色品坐标u、v值:
已知光源的色品坐标u、v值可用直接内插法、三角形垂足法、色温逐次逼近法等方法编制程序算出光源的色温和相关色温,这里就不详细讨论了,可参阅有关文献。
色温,由光谱决定。人眼可以感觉到的电磁波的波长,是380到780nm,把它们辐射量逐一表出,叫光谱。小于380nm的叫紫外,大于780nm的叫红外。色温是表征光谱能量分布的指标,色温高,光谱能量分布于短波的成分略多,颜色偏蓝。色温低,光谱能量分布于长波的成分略多,颜色偏黄。所以色温不意味着光的颜色,仅表示混合光的光谱能量的分布。
光,特别是“白光”,都是由各种波长的光混合而成,不同的波长对应不同的颜色;一种光中有哪些成分、强度各多少,反映在有横轴、纵轴的图表上,便是所谓的“光谱”。
光谱就像是光的素描,一种光有啥特点,大致能在光谱上得到反映,若我们只关注这几个参数,那么可以简单粗暴的说:光谱决定一切,它一变,其他各项必然改变;其中一项有个高低增减,光谱也随之上下左右,可谓牵一发而动全身。
不同的工作环境应该使用不同的光源色温。研究表明:
成人4000K色温比较适合阅读,使用4000~5000K色温的LED光源台灯是合适的,这会令人亢奋,工作积极;从孩子阅读来说,一般一次阅读时间不超过1个半小时,且多是晚上,故使用3000K~3500K色温的光源是最适合的,含蓝光少,不伤眼,有利睡眠,有助于孩子的健康成长。
色温太高的话发出的光源是很亮很白的,这跟普通的日光灯没什么区别。最好是买4000K、4500K、5000K比较好。相对4000K的光比较黄,但也相对比较柔和。
不过如果要进行颜色对色,那么色温6000K时,视觉最敏锐,可以帮助观察者更加精准的判断物品颜色。目前国内的标准光源D65其色温就是6500K。
大家购买灯具时,不但要考虑照度,也就是我们常说的瓦数,还要学会考虑色温。正规厂家生产的灯泡会在包装上标明色温,常用的色温是2700k,即普通白炽灯的色温,其特点是感觉光线温暖,但不够亮,适合用于卧室床头、壁灯等局部照明;3000k是最接近自然光的色温,属暖光,光线既温暖又明亮,适用于家中整体照明设计;3400k是白光,可以让人精神集中,适用于办公、学习等场所。如果光源的包装上没有色温标识,可能是非正规产品,尽量不要购买。
色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用Tc表示。色温是按绝对黑体来定义的,绝对黑体的辐射和光源在可见区的辐射完全相同时,此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中,红辐射相对来说要多些,通常称为“暖光”;色温提高后,能量分布中,蓝辐射的比例增加,通常称为“冷光”。
卤素灯色温:气体放电卤素灯高的色温可达5000多。灯丝带有卤素循环的大约在2700左右。
卤素灯与其他白炽灯的最大差别在于一点,就是卤素灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴),其工作原理为:当灯丝发热时,钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动,当接近玻璃管壁时,钨蒸气被冷却到大约800℃并和卤素原子结合在一起,形成卤化钨(碘化钨或溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央继续移动,又重新回到被氧化的灯丝上,由于卤化钨是一种很不稳定的化合物,其遇热后又会重新分解成卤素蒸气和钨,这样钨又在灯丝上沉积下来,弥补被蒸发掉的部分。通过这种再生循环过程,灯丝的使用寿命不仅得到了大大延长(几乎是白炽灯的4倍),同时由于灯丝可以工作在更高温度下,从而得到了更高的亮度,更高的色温和更高的发光效率。