付朝鵬
燈光使世界絢麗多彩、變幻無窮,也使舞臺(tái)光怪陸離,撲朔迷離。
人們能說明一切,卻說不明光的奇妙。
說不明的東西偏要去說,這是創(chuàng)造之前的探索。
光折射在實(shí)際中應(yīng)用最廣的是透鏡。當(dāng)光照射到透鏡上,光在透鏡兩面折射,如同三棱鏡的折射一樣,向透鏡厚的方向折射通過。
一束平行光線照射凸透鏡上,凸透鏡則把所有光集中于一點(diǎn)上,這一點(diǎn)稱作焦點(diǎn)。
透鏡中心與焦點(diǎn)之間的距離稱作焦點(diǎn)距離。
透鏡的種類很多,下面介紹一下舞臺(tái)燈光應(yīng)用的透鏡。
凸透鏡——凸透鏡可以自由地創(chuàng)造出集光光線、平行光線、擴(kuò)散光線。聚光燈上所用的透鏡多半是平凸透鏡,所以使用平凸透鏡,是為了消除因透鏡周邊而引起色散。使用聚光燈時(shí),往往在光環(huán)周邊出現(xiàn)彩虹狀態(tài),這種現(xiàn)象稱作透鏡像差、色差,因它影響燈光效果,所以須注意對(duì)透鏡的察視。
專用輪廓聚光燈或效果用投光燈的對(duì)物鏡,多使用2枚以上凸透鏡。
螺旋透鏡——是一種具有螺旋狀的透鏡。它可消除由于平凸透鏡的分光而產(chǎn)生的色差或燈光打開時(shí)中心部稍暗的缺點(diǎn),雖輪廓模糊但可以獲得柔軟而均勻的光線。如用于區(qū)域投光或作為太陽光、月光使用,可以充分發(fā)揮其效能。
現(xiàn)在使用菲洇爾透鏡的燈具,主要有:
5kw聚光燈——直徑356mm或304mm
3kw聚光燈——直徑304mm
500w~1.5kw聚光燈——直徑203mm或152mm
300w~500w聚光燈——直徑114mm
150w聚光燈——直徑76mm
階梯透鏡——平凸透鏡的平面?zhèn)葞щA梯狀的透鏡。它比平凸透鏡輕,在透鏡中心部沒有稍暗的缺點(diǎn),在輪廓周邊沒有色差等缺點(diǎn)。雖然集光度較平凸透鏡較差,但用于區(qū)域投光或用作太陽斜光有很好的效果。
應(yīng)用光反射原理制作的鏡面稱作反射鏡。反光鏡對(duì)于增大光量、提高燈具功能,有著極其重要的作用,它是燈具不可少的部件。根據(jù)其所用的反射材料、工藝精度、型體設(shè)計(jì)和計(jì)算以及組合形式,可制出適于各種用途的反射鏡。
平面鏡——平面反射按照反射規(guī)律反射,由平面鏡產(chǎn)生的虛像,其大小相等與鏡面對(duì)稱而左右相反。平面鏡常用于散射。當(dāng)光線投射到有極多凸凹面上即產(chǎn)生散射現(xiàn)象。暗的房間進(jìn)來的光線,或從云層間透過來的太陽光束,都是由于光的一部分離開整體路徑進(jìn)入了我們的眼簾。因?yàn)榭臻g漂浮的極小粒子被光照射,光即在其表面上反射,從而造成光的散亂把它稱作光散射。不是所有的光全一樣地散亂,藍(lán)色的光就比紅色的光容易散亂,我們看天空是藍(lán)色就是這個(gè)原因。
凹面鏡——凹面鏡屬于球面鏡,當(dāng)平行光線入射時(shí),光線在一點(diǎn)上相交,這一點(diǎn)稱作焦點(diǎn),球心與焦點(diǎn)之間距離,稱作凹面鏡的焦點(diǎn)距離。
用于燈具上的球鏡幾乎等同于凹面鏡。在普通聚光燈上使用最多。如把光源置于球心位置,則直射光線與同方向反射光線同時(shí)射出,按著光源與反射面互不離開原理,可在燈泡內(nèi)側(cè)半面上,制成反射鏡,例如常使用的GR燈泡。
拋物面鏡——把光源置于凹面鏡的焦點(diǎn)上,照射鏡心近處的光,其反射光線與軸線平行。拋物面鏡是凹面鏡的一種,它是使用旋轉(zhuǎn)拋物面的一種面鏡,同旋轉(zhuǎn)軸平行的入射光線,具有集中于一點(diǎn)的性質(zhì)。
拋物面鏡多用于天體望遠(yuǎn)鏡、汽車燈、探照燈等方面。
橢圓面鏡——從光源射出的光束,基本上完全擴(kuò)散,而我們所利用的只不過極小部分。為了有效地利用光束,當(dāng)然可使用反光板或反光鏡,但是為了有效的利用光可使用橢圓面鏡。橢圓面鏡也是凹面鏡的一種,它是使用旋轉(zhuǎn)橢圓面的一種面鏡。當(dāng)光源置于一方焦點(diǎn)上時(shí),從光源發(fā)出的光,具有集中于另一方焦點(diǎn)的性質(zhì)。
橢圓面鏡多用于輪廓聚光燈、投影機(jī)、放影機(jī)之類設(shè)備上。
光度——光源的亮度稱作光度。單位為坎德拉(cd)。例如:燈泡100W,光度為13cd;螢光燈白色20W,光度為93cd;螢光燈白色40W,光度為238cd;蠟燭,光度為0.8cd。
照度——物體表面被照射的亮度稱作照度,也就是單位面積上所投射光的密度。單位為勒克斯(lx),離開1cd光源1m處,在垂直于光源的物體面上的照度,為1勒克斯(lx)。
例如鎢絲燈泡100W=約100lx。
照度與距離的關(guān)系:物體的照度與光源的光度成正比,與離開光源距離平方成反比。照射距離為2倍時(shí)照度為1/4,3倍時(shí)為1/9,隨著距離的增加照度有極小的減小。照射面積的擴(kuò)大則與距離平方成正比。