2.1 自然光源

2.1.1太阳

太阳是最重要的天然光源。到达地球表面的太阳光，是通过几乎处于真空状态的宇宙，以电磁波的形式传播过来的。假如考虑地球和太阳之间平均距离为一亿五千万公里，太阳光在地球表面就几乎是平行光。太阳光谱具有很宽的范围，但进入大气层后，从x射线到宇宙射线的高能粒子，因散射而损失掉，到达地球表面的直射光部分具有与约5700K的黑体辐射能谱几乎一致的连续光谱分布，如图2-1所示。

图2-1 地球表面的太阳光谱分布

在地球表面上，太阳光在500nm处达到极大值，紫外部分只延伸到290nm，即地球大气上层的臭氧强烈吸收的区域。

单位时间内从太阳表面辐射出来的能量换算成电能后可推断为3.8×1023kW左右。到达地球大气层附近的辐射能量密度为1.395kW/m2左右，这个值称为太阳常数（Solar Constant），是由人造卫星实测得到的。到达地球的总辐射能即为太阳常数与地球的投影面积的乘积，计算值为177×1012kW。其中又有30%以光的形式再次被反射到宇宙中去，约有70%的太阳辐射能到达地球表面。地球表面太阳辐射能量密度为86～100mW/cm2。

太阳光通过大气层时，一部分为尘埃、水蒸气和其他的悬浮粒子所散射，散射与云层一起作用形成了天空光。

在照明工程设计中，充分利用太阳光、天空光是创造舒适环境和节约能源的重要措施。日光的缺点是不稳定，会因天气的晴、阴、雨、雪的变化而出现强弱、明暗的变动。

2.1.2月亮和行星

月亮和行星作为天体辐射源，仅仅是反射太阳的辐射，因此它们给出的光几乎（但不完全）与太阳的相同，产生5900K的辐射，但弱得多，而且有满月、弦月之分，所以对照明来说，利用价值极低。