2.1 自然光源

2.1.1太陽

太陽是最重要的天然光源。到達地球表面的太陽光，是通過幾乎處于真空狀態的宇宙，以電磁波的形式傳播過來的。假如考慮地球和太陽之間平均距離為一億五千萬公里，太陽光在地球表面就幾乎是平行光。太陽光譜具有很寬的范圍，但進入大氣層后，從x射線到宇宙射線的高能粒子，因散射而損失掉，到達地球表面的直射光部分具有與約5700K的黑體輻射能譜幾乎一致的連續光譜分布，如圖2-1所示。

圖2-1 地球表面的太陽光譜分布

在地球表面上，太陽光在500nm處達到極大值，紫外部分只延伸到290nm，即地球大氣上層的臭氧強烈吸收的區域。

單位時間內從太陽表面輻射出來的能量換算成電能后可推斷為3.8×1023kW左右。到達地球大氣層附近的輻射能量密度為1.395kW/m2左右，這個值稱為太陽常數（Solar Constant），是由人造衛星實測得到的。到達地球的總輻射能即為太陽常數與地球的投影面積的乘積，計算值為177×1012kW。其中又有30%以光的形式再次被反射到宇宙中去，約有70%的太陽輻射能到達地球表面。地球表面太陽輻射能量密度為86～100mW/cm2。

太陽光通過大氣層時，一部分為塵埃、水蒸氣和其他的懸浮粒子所散射，散射與云層一起作用形成了天空光。

在照明工程設計中，充分利用太陽光、天空光是創造舒適環境和節約能源的重要措施。日光的缺點是不穩定，會因天氣的晴、陰、雨、雪的變化而出現強弱、明暗的變動。

2.1.2月亮和行星

月亮和行星作為天體輻射源，僅僅是反射太陽的輻射，因此它們給出的光幾乎（但不完全）與太陽的相同，產生5900K的輻射，但弱得多，而且有滿月、弦月之分，所以對照明來說，利用價值極低。