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光源光色尺度的色溫和相關色溫

2010-09-21

                                                          色溫和相關色溫
  黑體是一類非常重要的光源，黑體在冷卻的時候才顯示黑色，其一旦受熱，它就像金屬一樣發光，剛開始時像熱電爐那樣發出暗紅色的光，然后逐漸變得像白熾燈泡絲一樣，愈來愈亮，愈來愈白。絕對黑體在自然界中是沒有的，但是可以制造出性質極為近似的物體，作為光度初級標準的黑體裝置為一中空的加熱室。
  團體發光的顏色與它的溫度有密切關系。普朗克定律可以計算出對應于某一溫度的黑體的光譜分布。根據光譜分布用色度學公式可以計算出該溫度下黑體發光的三刺激值及色品坐標，在色品圖上得到一個對應點。一系列不同溫度的黑體可以計算出一系列色品坐標，將各對應點標在色品圖上，連接成一條弧形軌跡，稱為黑體軌跡或普朗克軌跡。
  黑體軌跡上的各點代表不同溫度的黑體的光色，溫度由接近1000K開始升高時，顏色紅向藍變化。因此，人們就用黑體對應的溫度表示它顏色。當某種光源的色品與某一溫度下的黑體色品相同時，則將黑體的溫度稱為此光源的顏色溫度，簡稱色溫，用Tc符號表示。例如，某光源的光色與黑體加熱到絕對溫度2500K所發出的光色相同時，則此光源的色溫為2500K，它在CIE 1931色品圖上的坐標為)χ=0.4770,y=0.4137。
  對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基本落在黑體軌跡上，所以色溫的概念能夠恰當地描述白熾燈的光色。對這類光源還常引入"分布溫度”這個概念。所謂分布溫度是指在可見光譜范圍內光源的相對光譜分布與黑體在某一溫度下輻射的相對光譜功率分布相似時，則黑體的這個溫度就稱為該光源的分布溫度，用符號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光譜功率分布，同時也表示了它的顏色。
  白熾燈以外的某些常用光源的光譜分布黑體相差甚遠，它在色品上不一定準確地落在黑體軌跡上，但常在該軌跡的附近。這時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色溫的概念。當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，用該黑體的溫度表示此光源的色溫稱為相關色溫，用符號Tcp表示。光源C的色品接近于黑體加熱到6774K時的色品，故光源C的相關色溫為6774K.
   色溫和相關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。