各種照明發光源研究報告

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一.
前言
1.
人類利用眼睛將外界的光，經視覺神經(Opticnerve)轉換成訊號傳送至大腦，人類在擁有一雙健全的眼睛的同時，也必須要有適當的燈光照明配合才能發揮其功能，因此「照明」便成為人類日常生活中不可或缺的重要一環，適當的照明是非常重要的。在燈光照明不足的黑暗環境中，眼睛是無法清楚地辨視物體，但在過份明亮刺眼的光線之下也無法清楚的看清事物，所以在不良的照明環境之下長時間持續工作，不僅易導致眼睛疲勞造成近視，同時也會降低工作效率。隨著社會的進步，生活水準的提高，人類對照明的要求也相對地提高，除了適當的亮度之外，更要求舒適愉快的氣氛，因此在考慮良好的照明時必先了解一些光的原理與用語。
二.
發光的原理
1.
熱放射
1.1.
於原子、分子、離子等物質內，由於熱震動放射出能源的現象稱為熱放射。
1.2.
把物質維持高溫就成白熱狀態，相對的短波長的放射能增多，可視光就增加。
1.3.
白熱燈泡是利用熱放射發光是連續光譜。
2.
發光
2.1.
熱放射以外的放射總稱為發光，即是物質吸收光、電、放射、熱、陰極線、化學反應等的能源，變成激起狀態，而成為光能放出的現象。放電發光是，氣體被放電中加速的自由電子與原子（或是分子）衝突而引發的放射現象稱為放電發光。於低壓瓦斯放電能量得到的線光譜，其光譜波長是依能源準位而決定。
2.2.
低壓鈉光燈、日光燈是利用低壓放電的，於高壓瓦斯中放電的線光譜之寬度較大，而波長會移位於較短與較長之兩端。同時連續光譜會增加，水銀燈、高壓鈉光燈就是其例。激起是分子時就成為帶狀光譜。
三.
光源的種類
1.
光及輻射(Lightandradiation)
1.1.
光是指人眼可以感知為明亮之電磁輻射，也可以說是整個電磁輻射光譜中人眼可以看見之部份；這部份之波長分佈在360到830nm，只佔已知之電磁輻射光譜中之非常微小之部份。
2.
光源：能放射出波長為100nm至3000nm電磁波之物體。
2.1.
自然光源：太陽、月亮。
2.2.
人工光源：
2.2.1.
白熱燈：碳弧燈、鎢絲燈泡、鹵素燈…
2.2.2.
放電燈：日光燈、水銀燈、高壓鈉氣燈、複金屬燈…
2.2.3.
固態光：LED，EL，固體雷射…
3.
人工光源發光原理：
3.1.
白熱燈：在燈絲兩端通電使燈絲溫度上昇而放出電磁波。（可見光和熱）類似黑體輻射。
3.2.
放電燈：再放電燈內部空間通電以使其內部之氣體游離放電而產生。

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照明技術就如同其他任何技術和科學學科一樣，有其專有之術語。此些特殊用語及觀念被用來定義燈及燈具之特性並將測量單位統一化。以下為一些重要之照明用語。
四.        與照明有關的用語解釋：
1.        光通量(Luminousflux,Φ)
1.1.        單位為：流明(lumen, lm)
1.2.        由一光源所發射並被人眼感知之所有輻射能稱之為光通量。
2.        光強度(luminousintensity,I)
2.1.        光源在某一方向立體角內之光通量大小。
2.2.        單位：坎德拉(candela, cd)
2.3.        一般而言，光源會向不同方向以不同之強度放射出其光通量。在特定方向所放出之





3.        照度(Illuminance,E)
3.1.        照度分佈圖(Polardiagram)
3.2.        單位：勒克斯(Lux,lx)
3.3.        照度是光通量與被照面之比值。1 lux之照度為1 lumen之光通量均勻分佈在面積為一平方米之區域。
4.        輝度(Luminance,L)
4.1.        單位：坎德拉/每平方米(cd/㎡)
4.2.        一光源或一被照面之輝度指其單位表面在某一方向上的光強度密度，也可說是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。


5.        重要之測光公式：
5.1.        I,光強度[cd]=立體角內之光通量/立體角Ω[sr]
5.2.        E,照度[lx]=落在某面積上之光通量[lm]/此被照面面積[㎡]=光強度[cd]/(距離[m])2
5.3.        L,輝度[cd/㎡]=光強度[cd]/所見之被照面面積[㎡]
5.4.        η發光效率[lm/W]=所產生之光通量[lm]/消耗電功率[W]