潘希超

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

關(guān)鍵詞：人工光源；汽車玻璃貼膜；視力清晰度；穿透性

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.12.088

1概述

隨著經(jīng)濟社會的繁榮發(fā)展，人們生活水平和經(jīng)濟收入均大幅提升。尤其是進入到了全新的二十一世紀之后，作為出行最方便的汽車，汽車擋風玻璃種多采用曲面的形式。之所以要這樣來設(shè)計，主要考慮的直立擋風玻璃的危害性。即汽車駕駛員在所看到的圖像中是直立著的車內(nèi)圖像，很有可能造成安全事故。此外，汽車玻璃貼膜也逐漸成了汽車組成中不可缺少的一部分。以人們最常見到的私家小汽車來說，汽車中的防眩光貼膜通過在其中添加一定的顏色從而將太陽光中的一部分可見光過濾掉，如此一來，即可降低太陽光對擋風玻璃的輻射強度，以此來最大限度的減少太陽光對汽車駕駛員肉眼的刺激程度。然而，一個問題的解決，另一個新問題也就出現(xiàn)了。在汽車玻璃貼膜這一生產(chǎn)領(lǐng)域，就目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，市面上商家給出的汽車玻璃貼膜的各種參數(shù)指標大多都是針對白天太陽光的，包括透光度、隔熱率、紫外線阻隔率等等，均是對明視覺的太陽光而言的。相反，對于夜間汽車駕駛員處在中間視覺條件下的道路照明，所給出了產(chǎn)品透光度參數(shù)值的指導(dǎo)效果到底如何，還需要做進一步的檢驗和測試。比如，LED燈光、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等等。在這種情形下，以往所說的透光度，實際上不再等同于清晰度（汽車駕駛員）。根據(jù)最新的市場調(diào)查與技術(shù)分析顯示，汽車玻璃貼膜中清晰度相對最高的貼膜，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實驗設(shè)計

2.1實驗設(shè)計的目的

本次關(guān)于汽車玻璃貼膜在不同人工光源下的視覺可見度與穿透性的實驗研究，視覺可見度是對于汽車駕駛員來說的，旨在保護駕駛員肉眼在汽車行駛過程中不受到影響。故此，在中間視覺條件下，選取了多個種類的汽車玻璃貼膜，在幾種不同的人工光源環(huán)境下來進行，測試在汽車內(nèi)的視覺可見度，并以此來進一步建立透光度和可見度兩種參數(shù)之間的關(guān)系。

2.2實驗條件的選取

本次實驗研究，盡可能滿足所有的條件。實驗場所選在光學實驗室，并準備了1500萬像素的單反相機（佳能）、高精度全自動的接觸性單向調(diào)壓器、XYI-III照度計、微型捷達前擋風玻璃、全數(shù)字亮度計。其中，接觸式單向調(diào)壓器的動態(tài)范圍設(shè)定為0-250V，照度計的動態(tài)范圍設(shè)定為0.1-100klx，亮度計的動態(tài)范圍設(shè)定為0.1-100kcd/m2。除此之外，專門準備了三種不同的人工光源，分別是白熾燈、LED燈、金鹵燈。

3實驗測試方案及結(jié)果統(tǒng)計

3.1實驗測試方案

本次實驗測試的進行，主要劃分為四個環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)，收集、查閱相關(guān)的資料，以及國內(nèi)外前人的一些權(quán)威研究文獻，深入了解和認識光源的透膜性；第二環(huán)節(jié)，在上一步準備工作的基礎(chǔ)上，圍繞著切入點對實驗做進一步的校正；第三環(huán)節(jié)，準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車玻璃貼膜的透光度，以及車膜本身對視覺可見度的影響，包括汽車前擋風玻璃貼膜和汽車側(cè)擋風玻璃貼膜。

3.2實驗進行

首先來看透光度和照度透射率。所謂“透光度”，它是相對于吸光度來說的，簡單一點來概括，就是指光透性的量度。在其關(guān)系的表達上，一般都是用百分率來表示，所以在界內(nèi)也被稱為透光率、透射率。具體來表示，即用透過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，即透過介質(zhì)后的光通量（lm），這里所說的介質(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，進一步表示出照度投射率，用E來表示，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），即人工光源透過介質(zhì)（車膜）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）。

綜合考慮到汽車擋風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可以進一步簡化處

理，表示為T=E/E0。也就是說，在計算與研究透光度

和清晰度關(guān)系的時候，照度透射率可以從T來表示。

下述圖1所呈現(xiàn)的是此次實驗的設(shè)計情況，即各實驗設(shè)備、材料所處的位置分布。

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

3.4結(jié)論

汽車工業(yè)是一個國家發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，對于我國也不例外，而光學在該生產(chǎn)制造領(lǐng)域及技術(shù)研究領(lǐng)域的應(yīng)用越來越深入，盡管期間經(jīng)歷了多次的技術(shù)改革與變革，但萬變不離其宗。本次實驗設(shè)計與研究，依據(jù)的是國家強制性標準GB7258-1997第一號修改單中的相關(guān)規(guī)定。通過本次實驗研究及數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以認識到，汽車在行駛的途中（夜間），無論是前擋風玻璃貼膜還是側(cè)擋風玻璃貼膜，汽車駕駛視區(qū)部位的透光度與國家行業(yè)標準中的參數(shù)數(shù)值規(guī)定相比，相差非常大。簡單一點來理解，如表1數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，與標準規(guī)定比較，數(shù)值遠低于。也就是說，國家強制性標準GB7258-1997中的參數(shù)值只適合太陽光，正如本文開篇部分所闡明的觀點看法。汽車在夜間行駛的過程中，面對不同人工光源，汽車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，汽車玻璃貼膜的透光度越高，相應(yīng)的駕駛員在車內(nèi)視覺可見度也就越高。

參考文獻

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