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光源光色尺度的色溫和相關(guān)色溫

2010-09-21

                                                          色溫和相關(guān)色溫
  黑體是一類非常重要的光源，黑體在冷卻的時(shí)候才顯示黑色，其一旦受熱，它就像金屬一樣發(fā)光，剛開始時(shí)像熱電爐那樣發(fā)出暗紅色的光，然后逐漸變得像白熾燈泡絲一樣，愈來愈亮，愈來愈白。絕對(duì)黑體在自然界中是沒有的，但是可以制造出性質(zhì)極為近似的物體，作為光度初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的黑體裝置為一中空的加熱室。
  團(tuán)體發(fā)光的顏色與它的溫度有密切關(guān)系。普朗克定律可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)于某一溫度的黑體的光譜分布。根據(jù)光譜分布用色度學(xué)公式可以計(jì)算出該溫度下黑體發(fā)光的三刺激值及色品坐標(biāo)，在色品圖上得到一個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)。一系列不同溫度的黑體可以計(jì)算出一系列色品坐標(biāo)，將各對(duì)應(yīng)點(diǎn)標(biāo)在色品圖上，連接成一條弧形軌跡，稱為黑體軌跡或普朗克軌跡。
  黑體軌跡上的各點(diǎn)代表不同溫度的黑體的光色，溫度由接近1000K開始升高時(shí)，顏色紅向藍(lán)變化。因此，人們就用黑體對(duì)應(yīng)的溫度表示它顏色。當(dāng)某種光源的色品與某一溫度下的黑體色品相同時(shí)，則將黑體的溫度稱為此光源的顏色溫度，簡稱色溫，用Tc符號(hào)表示。例如，某光源的光色與黑體加熱到絕對(duì)溫度2500K所發(fā)出的光色相同時(shí)，則此光源的色溫為2500K，它在CIE 1931色品圖上的坐標(biāo)為)χ=0.4770,y=0.4137。
  對(duì)白熾燈等熱輻射光源來說，由于其光源分布與黑體的比較接近，因此白熾燈等熱輻射光源的色品點(diǎn)基本落在黑體軌跡上，所以色溫的概念能夠恰當(dāng)?shù)孛枋霭谉霟舻墓馍?。?duì)這類光源還常引入"分布溫度”這個(gè)概念。所謂分布溫度是指在可見光譜范圍內(nèi)光源的相對(duì)光譜分布與黑體在某一溫度下輻射的相對(duì)光譜功率分布相似時(shí)，則黑體的這個(gè)溫度就稱為該光源的分布溫度，用符號(hào)Td表示。由于光譜分布相同的光，其顏色必定相同，因此分布溫度一定是色溫。故分布溫度可以用于表示光源的相對(duì)光譜功率分布，同時(shí)也表示了它的顏色。
  白熾燈以外的某些常用光源的光譜分布黑體相差甚遠(yuǎn)，它在色品上不一定準(zhǔn)確地落在黑體軌跡上，但常在該軌跡的附近。這時(shí)就不能用一般色溫概念來描述它的顏色，但為了比較還是用了相關(guān)色溫的概念。當(dāng)某種光源的色品與某一溫度下的黑體的色品接近，或者說在色品圖上相差距離小時(shí)，用該黑體的溫度表示此光源的色溫稱為相關(guān)色溫，用符號(hào)Tcp表示。光源C的色品接近于黑體加熱到6774K時(shí)的色品，故光源C的相關(guān)色溫為6774K.
   色溫和相關(guān)色溫的概念能夠簡便地描述光源的光色，至今仍為人們采用。色溫或相關(guān)色溫相同的光源只說明它們的光色相同，它們的光譜分布可以有較大的差異。