[基础知识]光散及关于眩光污染分类探讨[转贴]

眩光

眩光是光的一种散射现象也叫作光散,是一种普遍存在的光学现象.在光通过各种浑浊介质时有一部分光会向四方散射.使得沿原来的入射或折射方向传播的光减弱了.
      在光学定义中散射就是由于介质中存在的微小粒子(异质体)或者分子对光的作用,使光束偏离原来的传播方向而向四周传播的现象.
      一台正常的望远镜不应该有眩光的现象.如果出现眩光证明望远镜整条光路中有各种浑浊介质.
      一,油雾  二,水雾 三,霉斑  四,氧化膜  五.透镜脱胶  六,透镜毛路  七,透镜棱镜的超规格气泡
      当光通过这些介质时有部分光会被介质阻挡而向四周散射这就是眩光.
      如果有镜友想证实一下可在望远镜的物镜上用油手指按一个手印马上就会出现眩光.
      在以上介质中油雾和氧化膜对光的阻挡最为严重.当望远镜出现眩光从物镜方向看,在棱镜和物镜上没有任何异质体.但在场镜上肯定会有一层很薄的油雾.场镜离阻尼油的距离最近,在高温天气这种油雾会慢慢地挥发在场镜上,而且这种油雾用通光的方法根本无法看到一定要用侧光的方法使场镜变暗才能发现.但有的全场镜薄油雾要拆开擦了才能发现.
     氧化膜是水雾的继续先有水雾时间一长就会变成氧化膜.由于氧化膜的厚度是水雾的几倍所阻挡的光比较严重产生的眩光也就明显.
      透镜脱胶也会产生眩光,大约有整个透镜的四分之一脱胶才会产生眩光.
      从理论上讲,镜片毛路也会使光散射,在我长期接触的望远镜中有几跟毛路的镜片,不足以产生眩光.我就用透镜和棱镜做了一个试验.当我把物镜划到第十二根亮路时才有微弱眩光.棱镜划到第五跟才会有眩光.
     可见透镜棱镜的划痕对眩光而言,在望远镜的使用上不构成影响,因为玩镜不可能把镜片玩成这个样子,但各位不要认为透镜有些划痕对望远镜的使用构不成威胁.但划痕也是杂散光的发原地对望远镜肯定会有影响.由于今天只谈眩光,以后谈到别的问题再来谈划痕.



一台正常的望远镜如果出现眩光证明：望远镜内各种光具表面、镜筒内壁等消光不好，或者望远镜整条光路中存在各种浑浊介质.



关于眩光污染分类探讨

　　光是人类活动是最基本的环境要素，没有光，人们的工作、学习、生产、生活就无从谈起，由此可见光是有益的。只有当光线过强或不适当地进入人们的眼睛形成耀眼的眩光时，它才成为污染。但光本身是一种天赐的自然现象或人类发明电光源后的照明工具，它本身是无害的，所以不能简单的称光为“光污染”。只有当不恰当地使用光源和灯具或光环境令人不舒适而形成眩光时才使光成为污染，因此应称之为“眩光污染”。　

　　由于视野中亮度分布或亮度范围不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察细部或目标的能力的视觉现象，称为“眩光”。眩光污染是指各种光源（包括自然光、人工直接照射或反射、透射而形成的新光源）的亮度过量或不恰当地进入人的眼睛，对人的心理、生理和生活环境造成不良影响的现象。

　　这一定义有两层意思：第一层意思是物理量来讲，各种光源对眼睛的刺激使过量的，当光源大于16kb(1sb=10000cd/m2 )时，会产生刺眼的眩光，任何情况下去看着一光亮的光源都会对眼睛造成伤害；第二层意思是从心理学来讲的，一切令人烦恼的光、不适当进入人的眼睛的光都可以认为是眩光污染，而且这里还含有光必须进入人的眼睛才形成眩光污染的意思。闭上双眼，什么光污染都不存在了。

　　对眩光的分类，没有统一的标准。在此，作者根据眩光污染的形成机理和影响程度来进行分类。

1、 眩光污染的分类

　　本文按眩光污染对人的心理和生理的影响程度将其分为两类。

1.1 不舒适眩光


　　不舒适眩光是指在视野内使人们的眼睛感觉不舒适的眩光，但并不一定降低视觉对象的可见度。这种眩光也称为心理眩光。若视野内光源很大、很亮，背景又很暗，而且光源的位置在视线之内，则眼睛会感到不舒适，这时虽然它不一定妨碍观看，但在长时间作用下，可能在心理上造成了不舒适的感觉。眩光对于心理的这种影响作用，视个体差异而程度不同。

　　不舒适的感觉是因为当眩光使眼睛受到过亮的光刺激，在视网膜上呈现出一种感电状态。在建筑环境中存在着反射眩光，就容易形成不舒适眩光，直接眩光也会形成不舒适的眩光。不舒适眩光是比失能眩光更难解决的实际问题，因为在进行光环境设计时，不舒适眩光出现的概率要比失能眩光多。比如，室内装修或家具材料本身是光亮的表面，以致形成镜面反射；外墙窗或灯具过亮；灯具设计不良，没有足够的遮光角；过亮的大面积光源等。如果在弱光源的情况下长时间持续注视光源，会感到不舒适；如果在强光源的情况下，光源的高度很高，眩光效应也很强。所以在强光源的情况下，光源的高度很亮，眩光效应也很强。所以为了不致造成不舒适，亮度暴露的时间就需要短暂。很多情况都可以产生不舒适眩光，因此，光环境设计时应该随时注意采取限制或防止不舒适眩光的措施。
1.2 失能眩光


　　失能眩光就是在视野内使人们的视觉功能有所降低的眩光。这是一种会降低视觉对象的可见度，但并不一定产生不舒适感觉的眩光。失能眩光对人们眼睛的影响主要是可见度降低，眼睛的适应能力、眩光光源的位置、光源亮度等都对可见度有影响。失能眩光的影响还与人的年龄健康情况个体差别等有关。

　　在建筑环境中常会遇到失能眩光。比如视野中有过亮的床、灯光或其他光源时，眼睛必须经过一番努力才会看请出物体，这正是失能眩光在起作用。直接眩光和反射眩光都可能成为失能眩光。在国外，也有人建议称它为“减视眩光“或“减能眩光“。在出现失能眩光时，光分散在眼睛的视网膜内，致眼睛的视觉受到妨碍。

　　失能眩光是对生理方面起作用的眩光，因此在国外有的国家将它称为“生理眩光”。

　　不舒适的眩光失能眩光这两种眩光效应应有时分别出现，但经常同时存在。对室内环境来说，控制不舒适的眩光更为重要。只要将不舒适的眩光控制在允许限度以内，失能眩光也就自然消除了。

2、 眩光污染的种类

　　眩光污染按形成的机理分为四类。

2.1 直接眩光

　　 由视野中,特别是在靠近视线方向存在的发光体所产生的眩光叫直接眩光污染。也就是说在视线上或视线附近有高亮度的光源。例如有些施工工地夜晚用投光灯照射，由于灯的位置较低，光投射的较平，对迎面推车过来的人就产生眩光很容易出事故。在建筑环境中生活或工作时，直接眩光污染严重地妨碍视觉功能，在进行光环境设计时要尽量限制或防止直接眩光。因为在建筑环境中常遇到大玻璃窗、发光顶棚等大面积光源，或小窗、小型灯具等小面积光源。当这些光源过亮时就会成为直接眩光的光源。一般将产生眩光的光源成为眩光光源。

　 高亮度的眩光易引起人们的不舒适，主要是由人们的心理状态和光环境所决定的。客观因素是环境方面，光源的亮度、大小和其在视野中的位置以及环境亮度等。主观因素是指人们的心理状态，是人们对于这种视觉条件的反应和情绪。眩光会对人们的情绪造成很大的影响，如果人们的眼接触到不舒适的眩光，就会感到刺激和压迫，长时间在这种条件下工作，会产生厌烦、急躁不安等情绪。失去舒适的气氛，人们的精神状态就发生了变化，会对工作和生活造成不利的影响。

2.2 干扰眩光

　　干扰眩光又称为“间接眩光”，是当不在观看物体的方向存在着发光体时，由该发光体引起的眩光。当人眼的晶状体将物体聚焦在视网膜上时，从眩光源发出的干扰光线也射入眼球，尽管大部分能量是按照入射方向正确地对眩光进行成像，但不可避免地会在眼球内引起散射。这部分光经散射后分布在视网膜上，就像在视场内蒙上了一层不均匀的光幕，这部分能量的比率可能不大，但如果眩光在眼睛表面形成的照度比目标物体要大得多，那么这种影响还是相当大的。

　 举个例子，在视野中存在着高亮度的光源，却不在观察物体的方向，这时它引起的眩光就是干扰眩光。与直接眩光不同的事，由于干扰眩光不在观察物体的方向出现，它对视觉的影响不像直接眩光那样严重。

　 杂散光是由于光投射到视网膜中心窝以外的区域，经过眼球的扩散笼罩在视网膜物象上形成上。它使物象模糊不清，因而降低了作业可见度。杂散光也是干扰眩光的一种。它可来源于建筑物的玻璃幕墙、光面的建筑装饰（高级光面瓷砖、光面涂料）表面等。由于这些物质的光反射比较高（一般在为0.7~0.9），比一般深色建筑表面和粗糙表面的光反射比高10倍，当阳光照射其上时，就会被反射过来，对人眼产生刺激。杂散光也可来源于夜间通过直射或者反射进入住户内的照明的灯光。其光强可能超过人体夜晚休息时能承受的范围，从而影响人的睡眠质量，导致神经失调引起头昏目眩、困倦乏力、精神不集中。有的人点着灯睡觉不舒服就是这个原理。

2.3 反射眩光

　　由视野的反射所引起的眩光，特别是在靠近视线方向看见反射像所产生的眩光。

　　按反射次数和形成眩光的机理，反射眩光可分为一次反射眩光、二次反射眩光和光幕反射。

2.3.1 一次反射眩光

　 一次反射光是指较强的光线投射到被观看的物体上，由于目标物体的表面光滑产生反射而形成的镜面反射现象或漫射镜面反射现象。例如，将一个镜子挂在窗户的对面的墙上，当阳光从窗户射入时我们观察镜框内的东西就会产生光斑，这种光斑实际上是侧窗的像。

2.3.2 二次反射眩光

　 二次反射光是当人体本身或市内其他物件的亮度高于被观看物体的表面两度，而它们的反射形象又刚好进入人体视线内，这时人眼就会在画面上看到本人或物件的反射形象，从而无法看清目标物体。例如，当站在一个玻璃陈列柜想看清陈列品时看见的反而是自己，这种想象就是二次反射眩光。

2.3.3 光幕反射

　 光幕反射是视觉对象的镜面反射，它使视觉对象的对比降低，以致部分或全部难以看清物体细部。光幕反射是指在光环境中由于减少了亮度对比，以致本来呈现扩散反射的表面上，又附加了定向反射，预示遮蔽了要观看的物体细部的一部分或整个部分。光幕反射也称“光帷眩光”。

　 利用等效光幕亮度理论对失能眩光进行评价：等效光幕亮度理论提出，失能眩光可用眼睛内的散光引起的等效光幕亮度来表示。这种等效光幕亮度在视网膜上和对象的“像“一起被重叠起来，减少了对象和背景的亮度对比，以致造成失能眩光效应。眼睛在有失能眩光的环境中进行视觉工作时，在视野内会产生光幕。光幕是由眩光光源发射的光在眼睛里发生散乱而掩盖视网膜的映像。例如，当光照照射在用光滑的纸打印的文件表面且大部分的光反射到观看者的眼睛内时，如果文章的字是黑亮的，而且也反射到观看者的眼睛内，就会出现光幕反射，使观看者看不清文字。

2.4 对比眩光

　　让人们感到不舒适的原因不仅是光刺激方面，环境亮度也起很大的作用。环境亮度与光源亮度之差越大，亮度对比就越大，对比眩光就越容易形成。因此，在视野中亮度不均匀，就会感到不舒适。由于环境亮度变暗或变亮，都会引起眼睛的适应性问题和相应的心理问题。所以光环境中存在着过大的亮度对比就会形成对比眩光。

　 亮度对比就是视野中目标和背景的亮度差与背景亮度之笔。比如，一个亮着的街灯，白天行人不会注意到它的存在；而夜晚，行人就感觉街灯很刺眼。因为夜色的背景亮度很低，而街灯就显得很亮，形成了强烈的对比眩光。

[ 本帖最后由 LAMOST 于 2007-6-29 10:44 编辑 ]