光源光色尺度的色温和相关色温

2010-09-21

                                                          色温和相关色温
  黑体是一类非常重要的光源，黑体在冷却的时候才显示黑色，其一旦受热，它就像金属一样发光，刚开始时像热电炉那样发出暗红色的光，然后逐渐变得像白炽灯泡丝一样，愈来愈亮，愈来愈白。绝对黑体在自然界中是没有的，但是可以制造出性质极为近似的物体，作为光度初级标准的黑体装置为一中空的加热室。
  团体发光的颜色与它的温度有密切关系。普朗克定律可以计算出对应于某一温度的黑体的光谱分布。根据光谱分布用色度学公式可以计算出该温度下黑体发光的三刺激值及色品坐标，在色品图上得到一个对应点。一系列不同温度的黑体可以计算出一系列色品坐标，将各对应点标在色品图上，连接成一条弧形轨迹，称为黑体轨迹或普朗克轨迹。
  黑体轨迹上的各点代表不同温度的黑体的光色，温度由接近1000K开始升高时，颜色红向蓝变化。因此，人们就用黑体对应的温度表示它颜色。当某种光源的色品与某一温度下的黑体色品相同时，则将黑体的温度称为此光源的颜色温度，简称色温，用Tc符号表示。例如，某光源的光色与黑体加热到绝对温度2500K所发出的光色相同时，则此光源的色温为2500K，它在CIE 1931色品图上的坐标为)χ=0.4770,y=0.4137。
  对白炽灯等热辐射光源来说，由于其光源分布与黑体的比较接近，因此白炽灯等热辐射光源的色品点基本落在黑体轨迹上，所以色温的概念能够恰当地描述白炽灯的光色。对这类光源还常引入"分布温度”这个概念。所谓分布温度是指在可见光谱范围内光源的相对光谱分布与黑体在某一温度下辐射的相对光谱功率分布相似时，则黑体的这个温度就称为该光源的分布温度，用符号Td表示。由于光谱分布相同的光，其颜色必定相同，因此分布温度一定是色温。故分布温度可以用于表示光源的相对光谱功率分布，同时也表示了它的颜色。
  白炽灯以外的某些常用光源的光谱分布黑体相差甚远，它在色品上不一定准确地落在黑体轨迹上，但常在该轨迹的附近。这时就不能用一般色温概念来描述它的颜色，但为了比较还是用了相关色温的概念。当某种光源的色品与某一温度下的黑体的色品接近，或者说在色品图上相差距离小时，用该黑体的温度表示此光源的色温称为相关色温，用符号Tcp表示。光源C的色品接近于黑体加热到6774K时的色品，故光源C的相关色温为6774K.
   色温和相关色温的概念能够简便地描述光源的光色，至今仍为人们采用。色温或相关色温相同的光源只说明它们的光色相同，它们的光谱分布可以有较大的差异。