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第貳章 文獻回顧與探討
本章係以照明基本概論、燈具之發展概述與文獻回顧綜整為主，首先於第一 節中，分別針對照明基本定義及光的本質、光的形態進行概述。其次，於第二節 中，針對人造光源(燈)之發展史的緣起、燈具照明方式、燈具的種類、燈具照明 方式及 LED 之概述，進行介紹。最後，有關照明、燈具之相關文獻回顧，於第 三節中敘述。
第一節 照明基本概論
一、 照明基本定義「照明」係指光線在空間中的照射，光是人類生活必需之資源，可幫助人類 的眼睛辨識各種事物，也能療癒人類的心理。人類若是長期處於不良照明的環境 工作中，譬如照明不足或是過度照明的環境，眼睛皆易感覺疲勞，也會降低工作 效率，因此，照明的目的涵蓋空間環境及使用者生理與心理的考量。
二、 光的本質
在自然界中，光照亮了大地孕育了生命，讓世界萬物生長，欣欣向榮，植 物花朵繽紛，因此，它是一種能量更是一門科學。自古，人類就知道利用光來照 亮事物，接受信息，有關光的發展，希臘時代科學家就不斷地提出光的理論與進 行光的研究。
牛頓1665年運用色散實驗，解釋白光是由一些彼此獨立的彩色光所組成，
並於西元1704年提出光是微粒流的理論。研究主張這些微粒從光源飛出來，在真 空或均勻物質定律，進而解釋牛頓直線運動，並以此觀點解釋光的反射和折射定 律惠更斯(Christian；Huygens)反對光的微粒說，認為光是在「以太」中傳播的波。
惠更斯不僅成功地解釋了反射和折射定律，還解釋了方解石的雙折射現象。此時 期，在以牛頓為代表的微粒說佔統治地位的同時，由於相繼發現了干涉、繞射和
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偏振等光的波動現象，以惠更斯為代表的波動說也發表出來，19世紀科學家馬克 斯威爾(James Maxwell)與赫茲(Heinrich Hertz)將光解釋成一種電磁波，來說明光 的傳遞，由馬克斯威爾電磁波的理論推導可得知，電磁波以光速傳播，愛因斯坦 則於 1905 年提出光量子學說，解釋光的波動中具有粒子的性質，並且發現了光 的干涉與繞射現象，以及光子跟電子的能量互換特性，現代物理學家研究提出見 解，認為光既有粒子性又有波動性，並說明這兩種看法只是對光的複雜現象簡單 的解釋，而此兩種解釋也被認定為目前光的科學理論基礎。
三、 光的形態
光依行進路線可區分為直接光、反射光、透射光，人之所以能判別事物與 周遭環境，乃是由於光線照射在不同的物體上，並透過物體的表面反射，將物體 的訊息提供讓人眼接收，因此，人類肉眼所見到的訊息，均是透過光在物體上的 反射、折射、透射與吸收，甚至是干涉、繞射或偏光所建構而成。
(一) 反射
當光波傳到兩種不同介質的交界面時，有部分光自界面射回原介質中的現 象，稱為光的反射，換言之，反射是光線由一個介質投射到另一個介質的表面，
而其部分的光線，產生折回傳播的現象叫做反射。反射光的強弱與分布型式取決 於介質表面的性質，和光的入射方向有關。又反射光的分布型式可分為規則反射 與擴散反射兩大類。其中，擴散反射又可細分為定向擴散反射、均勻擴散反射、
混合反射等。
1. 規則反射
規則反射又名鏡反射、正反射，當鏡反射發生於光亮平滑的表面，光線的 反射角恰等於其入射角；而當光源愈小，理論上愈接近點光源，反射光線的控制 則愈精確；又因反射光的集中特性易引起眩光，亦可使被照物晶亮耀眼，材質如 光面或鏡面。
2. 定向擴散反射
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所謂定向擴散反射又可稱半鏡反射。其乃因反射表面的微小差異，使光線 朝反射方向些微擴散；而反射光的集光程度仍可引起某種程度的眩光及視覺干擾，
亦可使被照物呈現光澤感。
3. 混合反射
兼具多數材料表面間有規則反射和擴散反射的特性，稱為混合反射。混合 反射中有規則反射成分，故可在反射角處看到光源的形象。
4. 均勻擴散反射
反射光的光強分布與入射光的方向無關連，由於正好是切於入射光線與反 射表面焦點的一個圓球，此種擴散反射稱為均勻擴散反射，又稱為漫反射或完全 擴散反射。
(二) 折射
光由某一個介質傳播至另一個介質之介面時，有部分的光會反向射回原介 質的現象稱反射。相同地，有一部分的光，進入第二個介質並因光在第二介質內 之速度不同，而改變行進方向，此即為發生折射現象。
(三) 透射
光穿透過某介質後會繼續前進的現象稱為透射，此介質須具透光性，且部 份光為介質所吸收，透過材料分布型式也可區分為直接透射、定向擴散透射、漫 透射。
(1) 規則透射
通常光線可直接透射者為透明材質，因部份光為被透射物吸收的緣故，透 射光通常稍弱於入射光；但如其行進方向並無改變，則透射角等於入射角，以致 光源之影像清晰可見。常見材質如清玻璃、染色透明玻璃或透明壓克力。
(2) 定向擴散透射
可定向擴散透射光者為半透明材質，光穿透後略為擴散，但其光束方向大 體仍維持一定，光源亦隱約可見。材質譬如噴砂玻璃、壓花玻璃或塑膠板，及某
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些玻璃磚等。
(3) 漫透射
透射光會朝各方向散開，且其光束的整體無法辨識，亦使光源影像模糊。材 質如乳白玻璃或壓克力等。
(四) 吸收
當光觸及一表面或介質，結果不是被反射即是透射，且多少會損失一些光，
即被此表面或介質所吸收。通常深色表面比淺色表面吸收更多的光，霧面黑體提 供接近完全的吸收。
(五) 干涉
介質中某一點，會同時受到兩光線的影響，以致產生加強或減弱的情況，
此稱為光的干涉現象。
(六) 繞射
當輻射通過障礙物邊緣時，輻射的波動性質，會決定的輻射傳播方向的偏 離。如光線遇障礙物，會沿物體之邊角彎曲行進，傳至障礙物之後面，此種現象 稱為光之繞射。
(七) 偏光
在通常情況下，光波係朝各方向振動且與光之行進方向成直角，若將所有 方向的光波濾掉，僅留下某一方向或平面允許其振動，光線將較原先為弱，此種 使光波只朝某一平面前進的現象稱為偏光或疏光。使用偏光材料可降低反射眩光，
改善工作視能(黎益伶，2015)。
一、 光的種類探討
自古人類生活就少不了光，光也是人類認識外部世界的工具，信息的理想 載體與傳播媒介。光在人類的生活中是最不可或缺的元素，陽光可以讓人類經由 視覺看到物體的存在以及產生空間感，並判斷自己所在的相對位置與環境。光的
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研究歷史和力學一樣，於古希臘時代即受到注意，光的反射定律早在阿基里德時 代已經聞名，惟在自然科學與宗教分離開之前，人類對於光的本質與理解幾乎沒 有更進一步的探討，只停留在對光的傳播、運用等形式上的理解層面(陳俊豪，
2014；林昆範，2008)。
(一) 依使用的方式區分
人類為使用光，取得來源可分自然光與人工光二種，自然光包括太陽、月 亮、星星、閃電等自然發光體；而人工光則指人類創造出來的光源如電燈、紅外 線、雷射等。
1. 自然光
自然光主要是指日光，也稱為「天光」或「天然光」，是指晴天太陽的直射 光和天空光，陰天、下雨天、下雪天的天空的漫散射光以及月光和星光。自然光 的強度和方向不能任意調節和控制，只能選擇和等待。是指方向性強的日光和天 空漫射光的組合。自然光包括了垂直于光波傳播方向的所有可能的振動方向，所 以不顯示出偏振性。從普通光源直接發出的天然光是無數偏振光的無規則集合，
所以直接觀察時不能發現光強偏於哪一個方向。這種沿著各個方向振動的光波強 度都相同的光叫做自然光。故光又稱「可見光」。
自然光不同於白熾燈光或電子閃光燈作用下的色彩，陽光本身的色彩，會 隨大氣條件和一天時辰的變化而變化。自古以來，人類一直仰賴著太陽，有了太 陽光的照耀，孕育了萬物，萬物生生不息，更促使人類文明的發展。自然光可分 成直射光與天空光兩種，直射光是太陽光直接照射在物體上產生的明亮光線天空，
光則是一種特殊的光源；乃太陽光透過大氣中的空氣分子、塵埃和水蒸氣產生漫 反射的現象，所以，太陽光可以看成是太陽光的間接照明，因此即便太陽受到雲 霧遮蔽，或是早晨太陽尚未升起與傍晚剛落下之時，天空依然保持著明亮清晰(許 朝傭，1999)。
自然光之基本特性如下：
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(1) 明暗度：明暗度表示光的強弱。會隨光源之能量和距離的變化而變化。
(2) 方向：只有一個光源，方向很容易確定。而有多個光源諸如多雲天氣的漫 射光，方向就難以確定，甚至完全迷失。
(3) 色彩：光隨不同的光的本源，並隨它穿越的物質的不同而變化出多種色彩。
自然光由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色光組成。
2. 人工光源(照明)
所謂人工光源，係指自然採光之外的照明光源，自從發明大師愛迪生發明 電燈泡後，人工光源就持續被研發與改良，創造出了因應不同需求與特性以及以 各種材質所製造的新光源，同時品質更持久、更省電、更接近陽光般的電燈，照 明之目的如下：
(1) 照亮可視物體及周遭環境，讓使用者能看清目標。
(2) 作用於人的情感及烘托空間氛圍。
(3) 透過信號、標誌等傳達資訊（洪詩涵，2012；林昆範，2008；李農、楊 燕譯，2006）。
(二) 依照明的目的區分 1. 功能照明：
(二) 依照明的目的區分 1. 功能照明：