光源的色温与演色性.PDF

光源的色溫與演色性 照明的光與色專欄 資料提供：天朗照明有限公司 總經理 梁錦宏 Tel:(02)2653-8266 .tw 前 言 在燭光的故事中，我們知道燭光與流明為表示光源強度的兩個單位，以照度計來測量 時，在離光源一米處，量得的照度值就是該光源的燭光值，也是該光源的流明值。光 源的特質，除了其強度外，還有它所發出的顏色，這部份也得一齊被描述才算完整。 光是一種電磁波，廣義上它的波長從幾個納米(nm)到數亳米(mm)之間。而人眼可 感受的波長範圍約在380nm到780nm之間，如圖(1)所示，這只是光的一小部份，為了 區別，我們把這部份的光稱之為可見光。可見光的波長不同，人眼的感覺就不同，波 長由長至短，其所相對應的是顏色由紅到紫的改變，一般的稱呼約略為： 紅色光 780nm~620nm 黃色光 530nm~500nm 橙色光 620nm~590nm 青色光 550nm~470nm 黃色光 590nm~560nm 藍色光 470nm~430nm 黃綠色光 560nm~530nm 紫色光 430nm~380nm 上述範圍只是根據習慣而大致劃分。實際上，光的顏色是隨著波長而逐漸在改變 的，紅色光含深紅、正紅、淡紅，在這之間，若要再精細一點來描述恐怕就難了；即 便如此，單色的光源，在顏色上至少還有稱呼，如現今流行在路口以紅色LED與綠色 LED為光源的紅綠燈；然而像白熾燈、日光燈、鹵素燈、水銀燈等光源，它們都會發 出很多不同的顏色， 這些光源的顏色要如何稱呼，好像是很專業，但並不是那麼難 以理解，讓它們簡單化，而能用來挑選並建構出舒適的照明環境，讓照明不再只是亮 光而已，這是本文企圖想達成的。 圖(1) 可見光範圍 1 色溫—用來表達心裡冷暖的感受 打鐵鑄刀時，剛從火爐出來的是熾白的鐵條，一邊打溫度一邊降，顏色從熾白變 黃、變火紅，等到暗紅時，鐵條已打不動了，得再進火爐加熱，拿出來再打，如此週 而復始，才能鑄成一把好刀；顯然的，鐵條在不同的溫度時，有它相對應的顏色，而 溫度是可量測的，因此以溫度值來描述光源的顏色成了一種方法 ，這是一種對照法， 把在該溫度下鐵條所產生的顏色以“色溫”來表示，而不是指光源真正的溫度。物體 被加熱時會發出不同顏色的光，是來自物理學上 “黑體輻射” 的說法。 黑體輻射說：一個絕對零度(負 273度C)的 物體因為沒有能量，所以沒有輻 射，高於此溫度時就會有能量輻射 出不同強度的連續頻譜，其中，有 部份是落在可見光範圍之內，溫度 越高該頻譜的波峰頻率就越高，人 眼感受到的顏色就從暗紅開始變黃 變白變藍，如圖(2)所示。色溫是從 絕對零度(負273度C)算起，單為為 Kelvin，簡稱K，把幾K減掉273就是 攝氏幾度C。黑體是物理學上的假 設，物理界並沒有這樣的東西。 圖(3) 白熾燈的光譜 鎢絲燈，如白熾燈、鹵素燈， 算是最接近黑體輻射的光源，點亮 時一般的色溫在2700K 到3200K之間，是連續光譜，如 圖 (3)所示；在晴天下的太陽光，其色 溫約在5000K到6500K之間，也接近 是黑體輻射，其光譜也是連續的， 如 圖(4)所示；而常見於辦公室的 日光燈，其色溫大部份在6000K上 下，但其光譜並不是連續的，因此 不能歸類為黑體輻射，然而廠商還 是稱它們為6000K色溫的日光燈。 圖(4) 太陽光的光譜 2 同樣被稱為6000K的日光燈，由於塗部了不同的螢光粉，其光譜就產生了很大的