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TUhjnbcbe - 2025/4/10 21:21:00

光谱是什么?

年,牛顿通过三棱镜实验,发现太阳光经三棱镜折射后,呈现彩色光,称为光的色散。我们也可以从这个实验观察到,白光是由不同颜色的光组成。

光谱是电磁波频谱的一部分。简单而言,光谱是光的各种颜色分布,依照波长大小排列的图案。从照明的角度来说,光谱颜色组成决定光源的颜色。可见光的波长范围约在-nm~-nm,具有更长的波长为红外线,具有更短的波长为紫外线。

光谱和健康有什么关系?

一个照明灯具的灯源光谱组成,决定了灯源的颜色。譬如,灯源光谱里面蓝色的部分多一点,灯光就会比较白;红色的部分多一点,灯光就会比较黄。光的颜色其实和人类的健康有关:

(1)白光黄光影响昼夜节律:大脑中有个视交叉上核,它能接受外来光线和身体讯息,以协同自律神经系统支配褪黑激素和肾皮脂类固醇的分泌。大脑内的松果体会在睡前释放适量的褪黑激素以提醒我们睡觉时间已到,光线即以此方式影响昼夜节律。

光的颜色会影响褪黑激素的分泌。白光里包含的蓝色光谱较暖黄光多,在照射白光时会抑制褪黑激素的分泌,让人有清醒的感觉。相反的,黄光比较不会影响褪黑激素的分泌,所以在黄光下,人会觉得比较放松。

(2)蓝光危害:光谱里面越蓝越紫的光,波长越短,能量越强。也因此,常听到“蓝光危害”就是这么来的。蓝紫光穿透力强、能量高,能够穿透到视网膜,可能使视网膜受损,造成不可逆伤害。

蓝光危害主要是波长~nm的光所造成,这段波长的蓝光对于视网膜的伤害最强,因此建议消费者选购没有紫外光的灯具,而荧光灯多具有紫外光,LED则可避开紫外光的波长段。

最美的光谱,是连续的光谱

眼睛看到同样颜色的光,可能有不同光的频谱分布,由不同的颜色比例组成,科学上叫“同色异谱”。当我们看某两个灯源,其颜色是一样白或一样黄,但可能某个光源组成里面可能少了一点某个颜色,是眼睛看不出来的。而是要当光源照到彩色物体的时候,才能反映。

演色性(CRI)在表达光对于物体色彩的再现能力。如果某个光源的光谱,每一个颜色越齐全的话,当碰到彩色物体的时候,那束光就能把彩色物体的每一种颜色都反射到眼睛,看到颜色也会更真实,演色性也越高。

当一个光源的光谱缺了某些波长,对于某些彩色物体的反射就少掉那些波长的光。这对于健康或许没有特别影响,但对于眼睛所见美不美有很重要的意义,这就是为什么博物馆或是从事设计行业的人,会追求高演色性的光源,因为他们希望色彩越真实越好。

上图为太阳光光谱,太阳光的频谱是连续的,因此,在阳光下物体的颜色非常真实。燃烧发热的光源,例如:蜡烛、白炽灯泡、太阳,频谱相对连续。而人造光源多是几个特定化学物质的激发,无法产生连续的光谱,所以光谱是不连续的片段。

上图为钠灯光谱,以路灯(高压钠灯)为例,路灯下看不清楚颜色,是因为路灯(高压钠灯)的光谱有很长的红色。所以路灯的光线昏黄,在路灯下会分不清楚绿色、蓝色、红色,因为这些颜色的波长段都不见了。

上图为LED光谱,LED是用蓝光激发黄色荧光粉,所以光谱组成的蓝、黄色会较多,但LED的演色性比荧光灯管好,有些LED的CRI甚至可达95。

因为人不会总是在日光下,总会进到室内,而室内的人造光源对于光谱的完整性,每种光源差异很大。如果希望布置一个真实呈现物体色彩的环境,建议选择高演色性的灯具,因为高演色性代表色彩相对完整。

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