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随着生产、生活及广告宣传等照明需求的持续增长,照明用电在电力消耗中的地位日益凸显。据统计,发达国家照明用电在电力消耗中的比重已经超过25%。我国2007年照明用电量达到3900亿千瓦时,占全国电力消费总量的比重已经达到了12%,而且照明用电量平均每年还在以15%左右的速度递增。推行绿色照明是照明节电的方向。教材综述了节能技术与可持续发展的重要意义,在照明技术和可持续技术两方面进行了深入讲述。其中章节包括:照明与能效,照明技术历史,优质光源评价,LED与固态照明技术,低碳照明实践,建筑可持续设计,产品生命周期分析和照明产品生命周期对环境的影响等内容。
摘要:
靠前章 照明基础
1.1 引言
亲爱的读者,在您即将阅读本书的章节内容之际,笔者期望您能短暂闭上眼睛,感受并思索呈现在您眼前的黑暗以及所获得的光明与色彩。我们感知到了光的存在,诸如自然界中的太阳光、星光、绚丽的北极光,黑夜中流光溢彩的街灯、车水马龙的车灯、霓虹闪烁的巨幅广告牌及温馨而浪漫的万家灯火等。光无处不在,它是我们生活中不可或缺的资源,更标志着人类的文明进度。
人们对于光的本质的探寻由来已久,早在公元前6 世纪~ 公元前5 世纪的古印度,对光的理论研究就在数论派与胜论派的学者中形成雏形; 同时期的古希腊理论同样开始兴起与繁荣,公元前5 世纪,光的原子论假设被提出; 公元前300年左右,欧几里得开始提出了几何光学理论。直至近代,人们开始真正从物理学的角度来探究光的本质。1637 年,笛卡尔发表了有关“光的折射理论” 的文章,将光类比为声波,不同于当时“光的形态说” 理论或“光的种说” 理论,而是揭示了光的波动机械属性,这被视为是现代物理光学的起点。
光的微粒说与光的波动说理论开始被越来越多的科学家研究,并提出质疑。在前人的研究基础上,牛顿的《光学》 著作以及其本人的使得“光的微粒说” 理论在18 世纪甚嚣尘上; 同一时期,光的波动理论发展也同样飞速,一大批科学家如胡克、克里斯蒂安 惠更斯、欧拉等提出或支持了光的波动理论。
1800 年,托马斯 杨用实验的方法展示了光的波动特征之干涉现象以及光的偏振性; 奥古斯丁 菲涅尔用数学方法证明了光的偏振性,1850 年莱昂 傅科的实验同样证实了光的波动理论。法拉第、麦克斯韦、赫兹等科学家提出理论并用实验的方式证实了光是一种电磁波。直至1905 年,科学家爱因斯坦通过对光电效应的理论解释,很终揭示了光具有波粒二象性这种本质特征(Born and Wolf,1999)。
光是一种电磁辐射波,可以理解为是一种能量的传播形式,并有别于声波、水波这样的机械波,它是以光子为载体,由大量光子(光量子) 的统计行为所体现出的波动性。光与无线电波等并无本质的不同,区别仅在于波长(或频率)的不同。由量子电动力学的理论可知,光量子携带的能量为hν,h
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