光学2011-2012学年第1学期建筑物理.doc

光学

填空题
1．已知某种灯仅辐射出波长为555纳米的单色光，设其辐射通量为1瓦，则该灯对应的光谱光视效率Vλ为 ，相应的光通量为 流明。
1，683
2. 两种感光细胞的功能特征不同： 在明亮环境下对色觉和视觉敏锐度起决定作用，它能分辨出物体的细部和颜色，并对环境的明暗变化作出迅速的反应； 在黑暗环境中对明暗感觉起决定作用，它虽能看到物体，但不能分辨其细部和颜色，对明暗变化的反应缓慢。
锥体细胞, 杆体细胞

2．发光强度就是给定光源在给定方向的立体角元内传输的 除以该 之商。
光通量，立体角元
3、采光口按照在建筑物上的位置来分，可分为 和 。
侧窗，天窗
4．临界照度就是室内天然光照度等于 规定的标准值时的 。
采光标准，室外照度
5．荧光灯的发光机理是通电加热使灯丝发射电子，轰击汞原子发出 ，使管壁荧光物质辐射出 。
紫外线，可见光
6．室内工作照明方式有一般照明方式、 、局部照明方式和 4种。
分区一般照明，混合照明
7．光通量就是在 内，人眼感觉 的大小。
单位时间，光辐射能量
8．某一光源在1sr立体角内均匀辐射出100lm的光通量，试问发光强度单位是 ，并求出该立体角方向上的发光强度大小为 。
cd，100cd
9．在CIE标准晴天空条件下，如果不考虑室外地物反射光影响，则室外无遮挡的水平面上的总照度可由 和 之和组成。
太阳直射光照度，天空散射光照度
10．矩形天窗包含纵向矩形天窗、梯形天窗、 、 。
横向矩形天窗，井式天窗
11．人工电光源按发光原理分类，可分为 光源和 光源。
热幅射，气体放电
12．将光源隐藏在建筑构件之中，并与建筑构件合成一体的“建筑化”大面积照明可分为 和 两种类型。
反光，透光
13．在照度为10lx的房间里，增加1lx的照度刚能察觉出变化；在另一个照度水平为500lx的房间里，需要增加 lx的照度才能刚刚察出有照度的变化。
50
14．亮度的单位是（ ）
Cd/m2

简答题
1．写出国际照明委员会的标准晴天空亮度分布规律。
（1）晴天空亮度以太阳子午圈为对称
（2）最亮在太阳附近天空
（3）晴天空亮度离太阳愈远愈小，最小点在太阳子午圈上且与太阳成90°
2．叙述侧面采光（侧窗）的优点和缺点。
优点：（1）建造和维护费用低
（2）光线有方向性，有利于形成阴影
缺点：（1）采光均匀度不好
（2）易产生眩光，易受周围物体影响
3．写出热辐射光源的发光原理，并写出2种热辐射光源的名称。
发光原理：当金属加热到大于1000K时，发出可见光。如白织灯和卤钨灯
4．请写出直接眩光产生的原因。
（1）L太大；（2）C太大；（3）光源表观尺寸大；（4）光源位置太低
5．请叙述CIE（国际照明委员会）标准阴天空亮度分布规律。
（1）最亮在天顶处；（2）最暗在地平线附近天空；（3）Lr与太阳位置无关
6．请写出评价人工光源性能好坏的主要光学指标。
（1）光效；（2）寿命；（3）光色（用Ra表示）
7．请写出影响视度的主要因素。
（1）L大小；（2）光源尺寸大小；（3）C大小；（4）识别时间长短；（5）眩光影响
8、请叙述CIE（国际照明委员会）标准晴天空亮度分布规律。
（1）L以太阳子午圈对称；（2）最亮在太阳附近；（3）离太阳愈远L愈小，Lmin处在太阳子午圈上，且与太阳成90°
9、请写出室内工作照明设计的主要步骤。
（1）选照明方式；（2）定照明标准值；（3）选光源和灯具，并布置；（4）进行照明计算

计算题
1．房间的平面尺寸为7×15m2，净空高3.6m，在顶棚正中布置一个亮度为1000cd/m2的均匀扩散光源（发光顶棚），其尺寸为5×13 m2，求房间四角处的地面照度（不计室内反射光影响）。
127lx
2．一个直径为400毫米的乳白玻璃球形灯罩，内装一个光通量为1179流明的白炽灯，设灯罩的光透射比为0.7，求灯罩外表面亮度（不考虑灯罩的内反射影响）。
522.6cd/m2
3．辐射波长为555nm的单色光源，其辐射功率为10瓦，试求：
A、该单色光源辐射出的光通量；
B、该单色光源辐射出的发光强度（它向四周均匀地发射光通量）
C、距离它4米处的照度。
6830lm，543.5cd，34lx
4．辐射波长为555nm的单色光源，其辐射功率为10W，求离光源2m处的照度。
136lx
5．设有一个乳白玻璃的球形灯，灯罩的直径为4厘米，其轴向发光强度为100坎德拉，求该灯的轴向亮度？
79600cd/m2
6. 一房间的平面尺寸为6.6m×9.6m，净空高3.6m。在顶棚正中布置一亮度为500cd/m2的均匀扩散光源，其尺寸为4.6m×7.6m，求房间四角处的地面照度（不考虑室内反射光影响）。
该房间四角处的地面照度为100 lx
7．如图所示，在距离桌面2.1米处挂一只40w白炽灯，设α在0°─45°内白炽灯的发光强度均为30cd，求灯下桌面上1、2两点处的照度。
（见教材P177例题7-3）
7.5lx，5.4lx
8.在房间侧墙和屋顶上各开一个1m2的窗洞，它们与室内桌子的相对位置如图，设通过窗洞看见的天空亮度为1sb，试分别求出各个窗洞在桌面上形成的照度(桌面与侧窗窗台等高)。（见教材P1180例题7-4）
554x，2500x

1.解：

15m
3.6m
7m

2.解：
解法一：
1、 内表面照度：

2、 乳白灯罩外表面亮度：

解法二：
1、
2、
3.解：

4．解：

5．解：

6．解：

9.6m
3.6m
6.6m

单项选择题
1．在明亮的环境中，人眼对下列哪种波长的光最敏感(  c   )
A．380nm
B．507nm
C．555nm
D．780nm
2．下列光度量单位中，哪个不是亮度单位( D    )
A．cd／㎡
B．asb
C．sb
D．lm
3．照度的单位是： C
A．流明
B．坎得拉
C．勒克斯
D．坎得拉每平米
4．离光源3米处的发光强度是100cd，在同一方向，离光源6m处的发光强度是(   C  )。
A．25cd
B．50cd
C．100cd
D．200cd
任何光源发光强度只与照射方向有关，与距离无关
5．一个点光源直接入射到被照面所形成的照度，与光源距被照面的距离的几次方成反比(  B   )
A．一次方
B．二次方
C．三次方
D．四次方
6．均匀扩散材料的最大发光强度与材料表面法线所形成的角度为(  A   )。
A．0°
B．30°
C．60°
D．90°
7．下列哪种白色饰面材料的光反射比为最大(  B   )
A．大理石
B．石膏
C．调合漆
D．马赛克
8．3mm普通玻璃的透射比约为(  C   )。
A．0．6
B．0．7
C．0．82
D．0，9
9．下面的材料中，哪些是均匀扩散反射材料(  A   )
A．粉刷
B．油漆表面
C．玻璃镜
D．粗糙金属表面
10．下面的材料中，哪些是均匀扩散透射材料(  B   )
A．毛玻璃
B．乳白玻璃
C．压花玻璃
D．平玻璃
11．下列哪种光源的色表用色温来表征(  C   )
A．金属卤化物灯
B．高压钠灯
C．白炽灯
D．荧光灯
12．下列哪种光源的色表用相关色温来表征(  D   )
A．卤钨灯
B．溴钨灯
C．白炽灯
D．荧光灯
13．5R6／10所表示的颜色是(  D   )。
A．彩度为5、明度为6的红色
B．彩度为6、明度为10的红色
C．彩度为5、明度为10的红色
D．明度为6、彩度为10的红色
14．北京所在的光气候区是(  B   )。
A．Ⅴ区
B．Ⅲ区
C．Ⅱ区
D．Ⅰ区
15．Ⅲ类光气候地区的室外临界照度是(  C   )。
A．6000lx
B．5500lx
C．5000lx
D．4000lx
16．在重庆修建一栋机加工车间，其窗口面积要比北京(   B  )。
A．增加120％
B．增加20％
C．相等
D．减少20％
17．北京某工厂精密机电产品加工车间侧面采光工作面上天然光照度为150x，其采光系数是(  B   )。
A．5％
B．3％
C．2％
D．1％
18．在宽而浅的房间中，采用下列哪种侧窗的采光均匀性好(  B   )
A．正方形窗
B．横向带窗
C．竖长方形窗
D．圆形窗
19．下列哪种减少窗眩光措施是不正确的(  C   )
A．工作人员的视觉背景不宜为窗
B．采用室内外遮挡设施
C．窗周围墙面采用深色饰面
D．减少作业区直射阳光
20．下列天窗在采光系数相同条件下，天窗的开窗面积从低到高的排序，以下哪项正确(  D   )
A．矩形天窗、平天窗、梯形天窗、锯齿形天窗
B ．梯形天窗、锯齿形天窗、平天窗、矩形天窗
C．平天窗、锯齿形天窗、矩形天窗、梯形天窗
D．平天窗、梯形天窗、锯齿形天窗、矩形天窗
21．在下列的天窗采光中，在采光系数相同的条件下，哪种天窗的开窗面积最小(  D   )
A．矩形天窗
B．锯齿形天窗
C．横向天窗
D．平天窗
22．在北京设计教室采光时，其最小开窗面积应是教室地板面积的(  B   )。
A．1／3
B．1／5
C．1／7
D．1／10
23．采光计算中，单侧窗采光的计算点在典型剖面上下述中的哪个位置(   D  )
A．距窗口1m处
B．房间中点
C．窗口对面内墙处
D．距内墙1m
24．采光计算中，如果双侧窗窗口的尺寸一样，采光的计算点在(  B   )。
A．距窗1m处
B．房间中点
C．窗口对面内墙处
D．距内墙1m处
25．在采光计算中，采光系数与下列中哪项因素无关(  B   )
A．房间进深
B．建筑物长度
C．窗口透光材料
D．窗口外建筑物的距离和高度
26．在下列哪类光气候区，采光系数不考虑晴天方向系数(  D   )
A．Ⅰ类
B．Ⅱ类
C．Ⅲ类
D．Ⅳ类
27．展览馆布置展品时，为了避免直接眩光，观看位置到窗口连线与到展品边缘连线的夹角应(   A  )。
A．大于14°
B．大于20°
C．大于40°
D．大干60°
28．下列哪个场所不可采用白炽灯(  C   )
A．要求连续调光的场所
B．防止电磁干扰要求严格的场所
C．开关灯不频繁的场所
D．照度要求不高的场所
29．根据视觉实验和实际实验，室内环境在与视觉作业相邻近的地方，其亮度应低于视觉作业亮度，但最好不要低于作业亮度的(  D   )。
A．1／10
B．1／5
C．1／3
D．1／2
30．下列哪个参数与统一眩光值(UGR)的计算式无关(  A    )
A．观察者方向每个灯具中光源的发光强度
B．背景亮度
C．观察者方向每个灯具的亮度
D．每个灯具的位置指数
31．下列哪个参数与眩光值(GR)的计算式无关(   C   )
A．由灯具发出的直接射向眼睛所产生的光幕亮度
B．由环境所引起直接入射到眼睛的光所产生的光幕亮度
C．所采用的灯具效率
D．观察者眼睛上的照度
32．国家标准规定的荧光灯格栅灯具的灯具效率不应低于(  B   )。
A．55％
B．60％
C．65％
D．70％
33．一个直接型灯具，光源的平均亮度≥500kcd／㎡，其遮光角不应小于(  D   )。
A．10°
B．15°
C．20°
D．30°
34．《建筑照明设计标准》中规定的居住建筑每户的照明功率密度的现行值为(  B   )W／㎡。
A．6
B．7
C．8
D．9
35．标准规定的普通办公室的照明功率密度的现行值是(  D  )W／㎡。
A．14
B．13
C．12
D．11
36．在住宅建筑中，卧室常选用暖色调，下面的色温中，哪种属于暖色调(  A   )
A．≤3300K
B．4000K
C．5000K
D．6000K
37．对辨色要求高的绘图室，要求照明光源的一般显色指数Ra不宜小于(  D   )。
A．20
B．40
C．60
D．80
38．有视觉显示终端的工作场所应限制灯具中垂线以上哪个角度范围的亮度(  C   )
A．≥45°
B．≥55°
C．≥65°
D．≥75°
39．在《建筑照明设计标准》中规定的照度是指参考平面上的哪种照度(  B   )
A．房间各点的最小照度值
B．房间各点的维持平均照度值
C．房间各点的最大照度值
D．房间最差区域各点的维持平均照度值
40．博物馆珍品陈列室照明宜采用的光源是(  D   )。
A．白炽灯
B．普通管形荧光灯
C．金属卤化物灯
D．无紫外线管形荧光灯
答案：
1．C 2．D 3．C 4．C 5．B 6．A 7．B 8．C 9．A10．B 11．C 12．D 13．D 14．B 15．C 16．B 17．B 18．B 19．C 20．D 21．D 22．B 23．D 24．B 25．B 26．D 27．A 28．C 29．D 30．A 31．C 32．B 33．D 34．B 35．D 36．A 37．D 38．C 39．B 40．D
41、下列减少反射眩光措施的叙述中， 是错误的？（ D ）
A、尽量使视觉作业的表面为无光泽表面；
B、使视觉作业避开照明光源同人眼形成的镜面反射区域；
C、使用发光表面面积大、亮度低的光源；
D、提高引起镜面反射的光源照度在总照度中的比例.
42、将一个灯由桌面竖直向上移动，在移动过程中，不发生变化的量是（ A ）
A、灯的光通量； B、灯落在桌面上的光通量；
C、受光照射时，看不见光源形象； D、桌子表面亮
43. 以下有关色彩的论述，哪个是错误的？（ C ）
A、美术馆的画展厅需选用高显色性的光源，为了自然而正确的表现物体色彩；
B、暖色使人感到距离近，冷色使人感到距离远；
C、色调，彩度与明度均相同的材料，面积越小，看起来越明亮；
D、色彩的鲜艳程度称之为彩度
44、关于漫反射材料特性叙述中， 是不正确的（ D ）
A、受光照射时，它的发光强度最大值在表面的法线方向
B、受光照射时，从各个角度看，其亮度完全相同
C、受光照射时，看不见光源形象
D、受光照射时，它的发光强度在各方向上相同.
45、下列材料中 是漫反射材料（ C ）
A、镜片 B、搪瓷 C、石膏 D、乳白玻璃
46、在下列措施中， 对提高视度是无益的。（ D ）
A、增加照度； B、增大视角； C、提高视看对象与背景之间亮度之比；
D、将识别物体时间提到5 min 以上
47、关于直接眩光的叙述中， 是错误的（ B ）
A、直接眩光是由视野中的高亮度或未曾充分遮蔽的光源引起的； B、直接眩光是由视野中的光泽表面反射所产生的； C、通过增大光源面积，降低亮度可以减轻直接眩光；
D、通过增大光源的仰角，消除直接眩光。
48、下列A-D选项评价优良光环境的基本要素， 是不正确的？（ B ）
A、适当的照度水平； B、选用相关色温低于5000K的低温光源；
C、宜人的光色，良好的显色性 ； D、避免眩光干扰
术语解释
1.照度：被照面上某微元内光通量的面密度
2.写出光通量的常用单位与符号
光通量的常用单位：流明，lm
符号：φ
3.采光系数：室内某一点天空漫射光照度和同一时间的室外无遮挡水平面上天空漫射光照度之比值
4.光强体：灯具各方向的发光强度在三维空间里用矢量表示，由矢量终端连接起来的封闭体
5.混合照明：一般照明与局部照明组成的照明
6.光通量
在单位时间内，人眼感觉光辐射能量的大小，ф=Km∑фeλV（λ）
7.亮度
在给定方向上发光面微元的发光强度和垂直于给定方向的该微元投影面积之比，
或
8.侧窗
装在侧墙上的采光口（窗洞口）
9. 热辐射光源的发光原理
当金属加热到大于1000K时，发出可见光，温度愈高，可见光成份愈多。