潘希超

摘要：物理學(xué)的應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中無(wú)處不在，而光學(xué)則是整個(gè)物理學(xué)科領(lǐng)域較早為人類發(fā)現(xiàn)并加以應(yīng)用的學(xué)科。發(fā)展到今天，光學(xué)中的反射、干涉、衍射等特點(diǎn)被人們發(fā)現(xiàn)、熟知并廣泛應(yīng)用，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，作用越來(lái)越突出。以汽車(chē)擋風(fēng)玻璃為例，其集中了力學(xué)、光學(xué)、熱力學(xué)等多個(gè)學(xué)科，而光學(xué)在其中發(fā)揮著最關(guān)鍵的作用。這也是問(wèn)題探究的核心點(diǎn)，即基于中間視覺(jué)條件下汽車(chē)玻璃貼膜對(duì)駕駛員視力清晰度的影響，著重圍繞著兩點(diǎn)，不同人工光源下視覺(jué)可見(jiàn)度和光的穿透力。

關(guān)鍵詞：人工光源；汽車(chē)玻璃貼膜；視力清晰度；穿透性

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.12.088

1概述

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的繁榮發(fā)展，人們生活水平和經(jīng)濟(jì)收入均大幅提升。尤其是進(jìn)入到了全新的二十一世紀(jì)之后，作為出行最方便的汽車(chē)，汽車(chē)擋風(fēng)玻璃種多采用曲面的形式。之所以要這樣來(lái)設(shè)計(jì)，主要考慮的直立擋風(fēng)玻璃的危害性。即汽車(chē)駕駛員在所看到的圖像中是直立著的車(chē)內(nèi)圖像，很有可能造成安全事故。此外，汽車(chē)玻璃貼膜也逐漸成了汽車(chē)組成中不可缺少的一部分。以人們最常見(jiàn)到的私家小汽車(chē)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)中的防眩光貼膜通過(guò)在其中添加一定的顏色從而將太陽(yáng)光中的一部分可見(jiàn)光過(guò)濾掉，如此一來(lái)，即可降低太陽(yáng)光對(duì)擋風(fēng)玻璃的輻射強(qiáng)度，以此來(lái)最大限度的減少太陽(yáng)光對(duì)汽車(chē)駕駛員肉眼的刺激程度。然而，一個(gè)問(wèn)題的解決，另一個(gè)新問(wèn)題也就出現(xiàn)了。在汽車(chē)玻璃貼膜這一生產(chǎn)領(lǐng)域，就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，市面上商家給出的汽車(chē)玻璃貼膜的各種參數(shù)指標(biāo)大多都是針對(duì)白天太陽(yáng)光的，包括透光度、隔熱率、紫外線阻隔率等等，均是對(duì)明視覺(jué)的太陽(yáng)光而言的。相反，對(duì)于夜間汽車(chē)駕駛員處在中間視覺(jué)條件下的道路照明，所給出了產(chǎn)品透光度參數(shù)值的指導(dǎo)效果到底如何，還需要做進(jìn)一步的檢驗(yàn)和測(cè)試。比如，LED燈光、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等等。在這種情形下，以往所說(shuō)的透光度，實(shí)際上不再等同于清晰度（汽車(chē)駕駛員）。根據(jù)最新的市場(chǎng)調(diào)查與技術(shù)分析顯示，汽車(chē)玻璃貼膜中清晰度相對(duì)最高的貼膜，即便它的透光率只有5%-6%（深色膜），其單向透視效果也非常好。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的

本次關(guān)于汽車(chē)玻璃貼膜在不同人工光源下的視覺(jué)可見(jiàn)度與穿透性的實(shí)驗(yàn)研究，視覺(jué)可見(jiàn)度是對(duì)于汽車(chē)駕駛員來(lái)說(shuō)的，旨在保護(hù)駕駛員肉眼在汽車(chē)行駛過(guò)程中不受到影響。故此，在中間視覺(jué)條件下，選取了多個(gè)種類的汽車(chē)玻璃貼膜，在幾種不同的人工光源環(huán)境下來(lái)進(jìn)行，測(cè)試在汽車(chē)內(nèi)的視覺(jué)可見(jiàn)度，并以此來(lái)進(jìn)一步建立透光度和可見(jiàn)度兩種參數(shù)之間的關(guān)系。

2.2實(shí)驗(yàn)條件的選取

本次實(shí)驗(yàn)研究，盡可能滿足所有的條件。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所選在光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并準(zhǔn)備了1500萬(wàn)像素的單反相機(jī)（佳能）、高精度全自動(dòng)的接觸性單向調(diào)壓器、XYI-III照度計(jì)、微型捷達(dá)前擋風(fēng)玻璃、全數(shù)字亮度計(jì)。其中，接觸式單向調(diào)壓器的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)定為0-250V，照度計(jì)的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)定為0.1-100klx，亮度計(jì)的動(dòng)態(tài)范圍設(shè)定為0.1-100kcd/m2。除此之外，專門(mén)準(zhǔn)備了三種不同的人工光源，分別是白熾燈、LED燈、金鹵燈。

3實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案及結(jié)果統(tǒng)計(jì)

3.1實(shí)驗(yàn)測(cè)試方案

本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試的進(jìn)行，主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，收集、查閱相關(guān)的資料，以及國(guó)內(nèi)外前人的一些權(quán)威研究文獻(xiàn)，深入了解和認(rèn)識(shí)光源的透膜性；第二環(huán)節(jié)，在上一步準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，圍繞著切入點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)做進(jìn)一步的校正；第三環(huán)節(jié)，準(zhǔn)備好三種不同的人工光源，即LED燈、金鹵燈、白熾燈；第四環(huán)節(jié)，分析三種不同人工光源各自對(duì)車(chē)玻璃貼膜的透光度，以及車(chē)膜本身對(duì)視覺(jué)可見(jiàn)度的影響，包括汽車(chē)前擋風(fēng)玻璃貼膜和汽車(chē)側(cè)擋風(fēng)玻璃貼膜。

3.2實(shí)驗(yàn)進(jìn)行

首先來(lái)看透光度和照度透射率。所謂“透光度”，它是相對(duì)于吸光度來(lái)說(shuō)的，簡(jiǎn)單一點(diǎn)來(lái)概括，就是指光透性的量度。在其關(guān)系的表達(dá)上，一般都是用百分率來(lái)表示，所以在界內(nèi)也被稱為透光率、透射率。具體來(lái)表示，即用透過(guò)的光量與入射光量之比的百分率。如下所示：

T=dφ/dφ0（1）

在上式中，φ在這里所表示的是光通量，即透過(guò)介質(zhì)后的光通量（lm），這里所說(shuō)的介質(zhì)，指貼膜后的玻璃。φ0在這里所表示的是入射到介質(zhì)表面之后的光通量（lm）。

基于此，進(jìn)一步表示出照度投射率，用E來(lái)表示，即

E=dφ/dA（2）

將上式（2）代入到（1）式中，最終可推得出T值

T=（E*dA）/（E0*dA）（3）

在（3）式中，E所表示的是照度值（lx），即人工光源透過(guò)介質(zhì)（車(chē)膜）的照度值；而E0所表示的是入射到介質(zhì)表面之后的照度值（lx）。

綜合考慮到汽車(chē)擋風(fēng)玻璃的前后面積一般都是相同的，在這種情況下，上述公式T可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化處

理，表示為T(mén)=E/E0。也就是說(shuō)，在計(jì)算與研究透光度

和清晰度關(guān)系的時(shí)候，照度透射率可以從T來(lái)表示。

下述圖1所呈現(xiàn)的是此次實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)情況，即各實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料所處的位置分布。

9種汽車(chē)玻璃貼膜（包括三種前擋風(fēng)玻璃貼膜、六種側(cè)擋風(fēng)玻璃貼膜）在三種不同人工光源環(huán)境下的視覺(jué)可見(jiàn)度與穿透性。在表1中統(tǒng)計(jì)的是三種不同人工光源下的6種汽車(chē)貼膜玻璃透射率的數(shù)值。

3.4結(jié)論

汽車(chē)工業(yè)是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)于我國(guó)也不例外，而光學(xué)在該生產(chǎn)制造領(lǐng)域及技術(shù)研究領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越深入，盡管期間經(jīng)歷了多次的技術(shù)改革與變革，但萬(wàn)變不離其宗。本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究，依據(jù)的是國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB7258-1997第一號(hào)修改單中的相關(guān)規(guī)定。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以認(rèn)識(shí)到，汽車(chē)在行駛的途中（夜間），無(wú)論是前擋風(fēng)玻璃貼膜還是側(cè)擋風(fēng)玻璃貼膜，汽車(chē)駕駛視區(qū)部位的透光度與國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的參數(shù)數(shù)值規(guī)定相比，相差非常大。簡(jiǎn)單一點(diǎn)來(lái)理解，如表1數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比較，數(shù)值遠(yuǎn)低于。也就是說(shuō)，國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB7258-1997中的參數(shù)值只適合太陽(yáng)光，正如本文開(kāi)篇部分所闡明的觀點(diǎn)看法。汽車(chē)在夜間行駛的過(guò)程中，面對(duì)不同人工光源，汽車(chē)玻璃貼膜的透光度差別很小。此外，從表1中還可以觀察到，在環(huán)境條件不變的情況下，汽車(chē)玻璃貼膜的透光度越高，相應(yīng)的駕駛員在車(chē)內(nèi)視覺(jué)可見(jiàn)度也就越高。

參考文獻(xiàn)

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