學(xué)科發(fā)展與專業(yè)建設(shè)的內(nèi)涵與未來五年規(guī)劃

基本物理量測量之

發(fā)光強(qiáng)度的測量物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饪驳吕臍v史演變過程加深對光強(qiáng)度——坎德拉的定義的理解熟悉常用測量光強(qiáng)度的幾種方法掌握利用××法測量光強(qiáng)度的方法物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心二、坎德拉的歷史

第一階段燭光的誕生與演變

用特制的蠟燭作為光度基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度單位——燭光1881年國際電工技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)燭光為國際標(biāo)準(zhǔn)，將燭光定義為1磅鯨腦油制成6支蠟燭，蠟燭以每小時(shí)120格令（1格令約等于0.0648克）的速度燃燒時(shí)，在火焰水平方向的發(fā)光強(qiáng)度為1燭光。19世紀(jì)初，出現(xiàn)用菜子油作為燃料的卡索爾燈，用來代替燭光復(fù)現(xiàn)光強(qiáng)單位，其發(fā)光強(qiáng)度約為10燭光。1884年亥夫納設(shè)計(jì)了用醋酸戊脂做燃料的亥夫納燈作為德國和一些歐洲國家的官方標(biāo)準(zhǔn)。1898年英國用戊烷燈作為國家標(biāo)準(zhǔn)?？ㄋ鳡枱舻诙A段鉑凝固點(diǎn)黑體基準(zhǔn)的建立1879年維奧列建議用處于凝固過程的1cm2純鉑表面的發(fā)光強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)。這是白熾光度標(biāo)準(zhǔn)的先聲，較之火焰標(biāo)準(zhǔn)有了科學(xué)依據(jù)。1889年國際電工委員會(huì)采樣維奧列標(biāo)準(zhǔn)，用它的發(fā)光強(qiáng)度的1/20作為發(fā)光強(qiáng)度的單位，叫做“小數(shù)燭光”。1900年普朗克定律的發(fā)現(xiàn)，為新的光度標(biāo)準(zhǔn)提供了理論依據(jù)。1948年國際照明委員會(huì)用坎德拉代替小數(shù)燭光。1948年國際計(jì)量大會(huì)對坎德拉的定義做出決議，坎德拉為發(fā)光強(qiáng)度的單位，它的大小是這樣確定的，處在鉑凝固溫度的全輻射體的亮度是60坎德拉每平方厘米。鉑凝固點(diǎn)黑體光度基準(zhǔn)原理圖1967年第13屆國際計(jì)量大會(huì)決定將坎德拉定義改述為：坎德拉是在101325帕的壓力下，處于鉑凝固溫度黑體1/600000平方米表面在垂直方向上的發(fā)光強(qiáng)度。第三階段依據(jù)Km值重新定義坎德拉1962年國際光度和輻射度委員會(huì)采用固定單色輻射光視效能的辦法來確定光度量的單位。為此，根據(jù)明視覺最大光譜光視效能值，即Km值重新定義坎德拉。1979年，國際計(jì)量大會(huì)對坎德拉的定義為：坎德拉是發(fā)出頻率為540×1012Hz的光源在給定方向的發(fā)光強(qiáng)度，該光源在此方向上的輻射強(qiáng)度為1/683W/sr。二、光輻射度量基準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)方法光輻射度量基準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)方法標(biāo)準(zhǔn)輻射源法標(biāo)準(zhǔn)探測器法黑體輻射源法電替代絕對輻射法硅光電二極管自校準(zhǔn)法量子效率絕對測量法三、光強(qiáng)測量方法微弱光強(qiáng)的測量方法鎖相放大法選頻放大器相敏檢波器PSD移相器低通濾波器輸出待測信號(hào)參考信號(hào)微弱光強(qiáng)光電轉(zhuǎn)換中等光強(qiáng)的測量方法

基準(zhǔn)器作為光強(qiáng)單位的基準(zhǔn)器應(yīng)滿足的條件:１.具有一定的強(qiáng)度和光譜功率分布２.具有很好的重復(fù)性，長時(shí)間點(diǎn)燃其光強(qiáng)數(shù)值保持不變３.制備及使用方便光度學(xué)測測光強(qiáng)方方法：目視法（（主觀測測量法））光電法（（客觀測測量法））目視光度度計(jì)的制制作原理理：目視法主主要利用用人的眼眼睛對光光敏感強(qiáng)強(qiáng)，它能能精確判判斷相鄰鄰二個(gè)表表面的亮亮度是否否相同。。目視光光度計(jì)就就是基于于之一特特點(diǎn)而制制成的目視法測測量的要要求：要要求兩兩燈的色色溫相同同或相近近(相差差在100K以以下)目視光度度計(jì)的工工作原理理：1.結(jié)構(gòu)構(gòu)與原理理:如圖圖L1L2為二個(gè)光光源,L1光強(qiáng)已知,L2待測光源源,D為為白色漫漫射屏(涂MgOBaSO4)M1M2為反射鏡鏡或全反射棱鏡鏡，P為為光度頭頭,使L1L2經(jīng)D反射來來的光線線在目鏡鏡E的視視場內(nèi)造成兩個(gè)個(gè)相鄰的的像.目視法測測光強(qiáng)：：按圖將L1、L2和Ｄ均放放在光具具座上，，在定色色溫的同時(shí)，，改變L1和L2與漫射屏屏D的距距離,使使漫射屏屏兩側(cè)的照度度一樣(此時(shí)圖圖內(nèi)二個(gè)個(gè)視線的的界線消消失),若L1L2近似為點(diǎn)點(diǎn)光源,則由距距離平方方反比定定律有:注意:1.目視視法作光光度測量量方便,但只能能對同色色溫?zé)舯缺容^時(shí)精精度高,異色溫溫誤差較較大.2.測量量時(shí)的照照度為20-30lx，過高高、過低低均影響響測量精精度。3.可同同時(shí)定色色溫和測測光強(qiáng)。。光電法測測光強(qiáng)（（本實(shí)驗(yàn)采采用的方方法）光電池的的工作原原理與特特性：工作原理理:光生生伏特效效應(yīng)（內(nèi)光電電效應(yīng):光電池池受光照照射就會(huì)會(huì)產(chǎn)生電電勢差)最大特點(diǎn)點(diǎn)是:不不需外加加工作電壓光電法測測光強(qiáng)的的方法與與步驟：：1.示意意圖如下下：標(biāo)準(zhǔn)光源源待測光源源2.測量量原理：：Ls照射射硒(Se)光光電池時(shí)時(shí)有電電流流表的讀讀數(shù)為,Lx照照射硒(Se)光電池池時(shí)有電流表的的讀數(shù)為為,若則則有有即即→3.測量量步驟:①按1中中的示意意圖裝好好器材②讓Ls照射硒硒(Se)光電電池,記記下光電電流讀數(shù)數(shù)A,此此時(shí)的照照度為:③將光電電池旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),讓讓Lx照照射硒(Se)光電池池調(diào)節(jié),使使光電流流的大小小值為A,此時(shí)時(shí)的照度度為:④利用公公式計(jì)計(jì)算出出待測燈燈光強(qiáng)4.注意意事項(xiàng):①Ls、Lx、V(λ)修正正濾光片片、Se光電池池的光心心在同一一直線上上②rs≥≥10Lsrx≥≥10Lx③Ls、Lx燈在額額定電壓壓下工作作④測量時(shí)時(shí)燈應(yīng)先先通電5-15分鐘，，光電池池半小時(shí)時(shí)漂移至至穩(wěn)定后后讀數(shù)5.光電電法測量量的特點(diǎn)點(diǎn)：①比目視視法精度度高，儀儀器適當(dāng)當(dāng)精度可可達(dá)0.1%②測量同同色溫光光源也可可測量異異色溫光光源的光光強(qiáng)③測量時(shí)時(shí)間短，，使用方方便④但不能確定定色溫?cái)?shù)據(jù)處理測量結(jié)果的修修正：因加V(λ)修正濾光片后后Se光電池池S(λ)與V(λ)接近但仍有偏離，，對異色溫光光源測量時(shí)，，要進(jìn)行修正正，經(jīng)修正后有：：修正系數(shù)思考題簡述光強(qiáng)單位位坎德拉的歷歷史。比較目視法與與光電法測量量光強(qiáng)的優(yōu)缺缺點(diǎn)。光電測量法中中濾光片的作作用是什么？？9、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Saturday,December24,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。00:05:3500:05:3500:0512/24/202212:05:35AM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2200:05:3500:05Dec-2224-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。00:05:3500:05:3500:05Saturday,December24,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2200:05:3500:05:35December24,202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)發(fā)，舊國見青青山。。24十二月月202212:05:35上午午00:05:3512月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。。十二二月月2212:05上上午午12月月-2200:05December24,202216、行行動(dòng)動(dòng)出出成成果果，，工工作作出出財(cái)財(cái)富富。。。。2022/12/240:05:3500:05:3524December202217、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時(shí)時(shí)，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點(diǎn)點(diǎn)的的射射線線向向前前。。。。12:05:35上上午午12:05上上午午00:05:3512月月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時(shí)停停止成成功??！。12月月-2212月月-22Saturday,December24,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結(jié)結(jié)果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。00:05:3500:05:3500:0512/24/202212:05:35AM11、成功就就是日復(fù)復(fù)一日那那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積積累。。。12月-2200:05:3500:05Dec-2224-Dec-2212、世間成成事，不不求其絕絕對圓滿滿，留一一份不足足，可得得無限完完美。。。00:05:3500:05:3500:05Saturday,December24,202213、不知香積寺寺，數(shù)里入云云峰。。12月-2212月-2200:05:3500:05:35December24,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。24十二二月202212:05:35上上午00:05:3512月-2215、楚塞三湘湘接，荊門門九派通。。。。十二月2212:05上午12月-2200:05December24,202216、少少年年十十五五二二十十時(shí)時(shí)，，步步行行奪奪得得胡胡馬馬騎騎。。。。2022/12/240:05:3500:05:3524December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天氣氣晚晚來來秋秋。。。。12:05:35上上午午12:05上上午午00:05:3512月月-229、楊柳散散和風(fēng)，，青山澹澹吾慮。。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、閱讀一一切好書書如同和和過去最最杰出的的人談話話。00:05:3500:05:3500:0512/24/202212:05:35AM11、越是是沒有有本領(lǐng)領(lǐng)的就就越加加自命命不凡凡。12月月-2200:05:3500:05Dec-2224-Dec-2212、越是是無能能的人人，越越喜歡歡挑剔剔別人人的錯(cuò)錯(cuò)兒。。00:05:3500:05:3500:05Saturday,December24,202213、知人者智智，自知者者明。勝人人者有力，，自勝者強(qiáng)強(qiáng)。12月-2212月-2200:05:3500:05:35December24,202214、意志堅(jiān)堅(jiān)強(qiáng)的人人能把世世界放在在手中像像泥塊一一樣任意意揉捏。。24十十二月202212:05:35上上午00:05:3512月-2215、最具挑戰(zhàn)性性的挑戰(zhàn)莫過過于提升自我我。。十二月2212:05上上午12月-2200:05December24,202216、業(yè)余余生活活要有有意義義，不不要越越軌。。2022/12/240:05:3500:05:3524December202217、一個(gè)個(gè)人即即使已已登上上頂