什么是色光?什么是色温?色光和色温什么关系?

什么是色光?什么是色温?色光即能够引起色感觉的一定波长的光线。色光的波长决定其颜色,波长不同,颜色不同。色温是光源重要的颜色指标,它表示光源的色光成分的物理量。那么,色光和色温什么关系?本文为大家做了相应的介绍,对颜色知识感兴趣的朋友可以了解一下!

色温和色光关系

什么是色光?

光线是一种电磁波,人们所见到的白色光线,都是由各种不同波长的带有颜色的光波混合在一起而形成的复合光,对这种带颜色的光,我们就称之为色光。如果用三棱镜对日光进行分析,便可形成下列七种不同颜色和波长的色光:

红:波长 620~760 毫微米

橙:波长 590~620 毫微米

黄:波长 560~590 毫微米

绿:波长 500~530 毫微米

青:波长 470~500 毫微米

蓝:波长 430~470 毫微米

紫:波长 380~430 毫微米

这些色光,它们的波长都在400~700 毫微米之间,属于人眼能够分辨的可见光。其实,在太阳光谱上远不止这些,还有波长 700 毫微米以上的红外线,400老微米以下的紫外线、X线、α线、λ线等,只是人眼不能看见而已。

在色光中,人们将红、绿、蓝三种颜色作为基本原色,可混合成各种颜色。所有物体上的颜色,都是由于对色光的吸收和反射而形成的。吸收某一色光反射其他色光的物体,则构成所吸收色光的颜色。例如红色物体,是吸收红色光反射其他色光而成的。对所有色光都吸收的物体形成黑色,对所有色光全反射的物体则构成白色。


什么是色温?

光源的颜色特性取决于发出的光线中不同波长的相对能量的比例。为了能够对光源的颜色特性进行定量描述,人们把光源的光与黑体的光相比较来表达光源的颜色。黑体是对人射光能全部吸收的物体,因此它也是物体中发射本领最强的物体,在辐射作用下既不能反射也不发生透射,而是能把落在它上面的辐射全部吸收,又称作完全辐射体。物体对辐射的吸收能力与发射能力成正比,吸收本领大的物体,发射本领也大;而吸收能力小的物体,其发射能力也相对小一些。黑体的吸收能力在所有物体中是最大的。

黑体的光谱辐射情况完全依赖于本身的温度,随着黑体加热温度不断升高,其相对光谱功率分布的最大功率部分向短波方向变化。黑体在任何温度下都能够吸收全部的可见光,它的辐射能量很大且非常稳定。在表示不同光源的光色时,可以将黑体作为一个稳定的参照标准。一定的光谱能量分布表现出一个固定的光色,而黑体辐射的光谱功率分布由温度决定。人们将光源的相对光谱功率分布与某温度下黑体辐射的相对光谱功率分布相比较,如果某一光源与黑体在某一温度时的相对光谱功率分布相吻合,那么这一光源的光色就可以用此时黑体的温度来表示,称为光源的颜色温度,简称色温。


色光和色温的关系:

色温(color temperature)又称“光源色温度”。表示光源的色光成分的物理量。如果一个光源发射光的颜色(即光源色)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)。最初为物理学家凯米尔制定,单位即由他名字的英文大写字头"K”表示,温度升高10℃,色温相应增加 1K。色温低,红光成分多;色温高,蓝光成分多。

色光(chromatic light)即能够引起色感觉的一定波长的光线。色光的波长决定其颜色,波长不同,颜色不同。

这种方法的由来是把绝对黑体(能吸收全部可见光的黑铁)从绝对零度(-273.15℃)开始加温,温度每升高一度,即多1K。当温度升高到一定程度时,绝对黑体就辐射出可见光,其光谱成份随温度升高不断发生变化,由黑变红,再依次呈现出黄、白、蓝等光色。色温低,红光成分多;色温高,蓝光成分多。于是绝对黑体辐射一定色光时的温度就被定为相同色光 光源的色温。

通常色温只与光源的光谱成分相联系,而与光源的实际温度无关。如某一光源的色光与某温度下黑体所辐射的色光色度相同时,就用该温度表示色光的色度。若该光源本身就是发热的黑体,如绝对黑体(铁、钨等)从绝对零度(-273℃)加热至某个温度时所辐射的光的颜色相同,则黑体的这个温度也为该光源的色温。

我们知道,当黑体处于温度T时,在波长处于λ处时单色光辐射出射度由普朗克公式给出:

普朗克公式

式中,h 为普朗克常数;c 为真空中的光速;kB为玻尔兹曼常数。

单色辐射出射度最大值对应的波长λm应由下式来确定。

波长确定公式

将上式代入可得:

λm计算公式

上式即为著名的为恩位移公式。依据这一定律,只要知道了黑体的最大辐射出射度对应的峰值波长λm,就能直接得到黑体的温度T,亦即黑体的色温。在实验中将溴钨灯近似看成黑体来研究色温与色光的关系。


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