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基本物理量测量之

发光强度的测量物理实验教学中心

一、实验目的了解坎德拉的历史演变过程加深对光强度——坎德拉的定义的理解熟悉常用测量光强度的几种方法掌握利用××法测量光强度的方法物理实验教学中心二、坎德拉的历史

第一阶段烛光的诞生与演变

用特制的蜡烛作为光度基准复现发光强度单位——烛光1881年国际电工技术委员会批准烛光为国际标准，将烛光定义为1磅鲸脑油制成6支蜡烛，蜡烛以每小时120格令（1格令约等于0.0648克）的速度燃烧时，在火焰水平方向的发光强度为1烛光。19世纪初，出现用菜子油作为燃料的卡索尔灯，用来代替烛光复现光强单位，其发光强度约为10烛光。1884年亥夫纳设计了用醋酸戊脂做燃料的亥夫纳灯作为德国和一些欧洲国家的官方标准。1898年英国用戊烷灯作为国家标准。卡索尔灯第二阶段铂凝固点黑体基准的建立1879年维奥列建议用处于凝固过程的1cm2纯铂表面的发光强度作为标准。这是白炽光度标准的先声，较之火焰标准有了科学依据。1889年国际电工委员会采样维奥列标准，用它的发光强度的1/20作为发光强度的单位，叫做“小数烛光”。1900年普朗克定律的发现，为新的光度标准提供了理论依据。1948年国际照明委员会用坎德拉代替小数烛光。1948年国际计量大会对坎德拉的定义做出决议，坎德拉为发光强度的单位，它的大小是这样确定的，处在铂凝固温度的全辐射体的亮度是60坎德拉每平方厘米。铂凝固点黑体光度基准原理图1967年第13届国际计量大会决定将坎德拉定义改述为：坎德拉是在101325帕的压力下，处于铂凝固温度黑体1/600000平方米表面在垂直方向上的发光强度。第三阶段依据Km值重新定义坎德拉1962年国际光度和辐射度委员会采用固定单色辐射光视效能的办法来确定光度量的单位。为此，根据明视觉最大光谱光视效能值，即Km值重新定义坎德拉。1979年，国际计量大会对坎德拉的定义为：坎德拉是发出频率为540×1012Hz的光源在给定方向的发光强度，该光源在此方向上的辐射强度为1/683W/sr。二、光辐射度量基准的实现方法光辐射度量基准的实现方法标准辐射源法标准探测器法黑体辐射源法电替代绝对辐射法硅光电二极管自校准法量子效率绝对测量法三、光强测量方法微弱光强的测量方法锁相放大法选频放大器相敏检波器PSD移相器低通滤波器输出待测信号参考信号微弱光强光电转换中等光强的测量方法

基准器作为光强单位的基准器应满足的条件:１.具有一定的强度和光谱功率分布２.具有很好的重复性，长时间点燃其光强数值保持不变３.制备及使用方便光度学测测光强方方法：目视法（（主观测测量法））光电法（（客观测测量法））目视光度度计的制制作原理理：目视法主主要利用用人的眼眼睛对光光敏感强强，它能能精确判判断相邻邻二个表表面的亮亮度是否否相同。。目视光光度计就就是基于于之一特特点而制制成的目视法测测量的要要求：要要求两两灯的色色温相同同或相近近(相差差在100K以以下)目视光度度计的工工作原理理：1.结构构与原理理:如图图L1L2为二个光光源,L1光强已知,L2待测光源源,D为为白色漫漫射屏(涂MgOBaSO4)M1M2为反射镜镜或全反射棱镜镜，P为为光度头头,使L1L2经D反射来来的光线线在目镜镜E的视视场内造成两个个相邻的的像.目视法测测光强：：按图将L1、L2和Ｄ均放放在光具具座上，，在定色色温的同时，，改变L1和L2与漫射屏屏D的距距离,使使漫射屏屏两侧的照度度一样(此时图图内二个个视线的的界线消消失),若L1L2近似为点点光源,则由距距离平方方反比定定律有:注意:1.目视视法作光光度测量量方便,但只能能对同色色温灯比比较时精精度高,异色温温误差较较大.2.测量量时的照照度为20-30lx，过高高、过低低均影响响测量精精度。3.可同同时定色色温和测测光强。。光电法测测光强（（本实验采采用的方方法）光电池的的工作原原理与特特性：工作原理理:光生生伏特效效应（内光电电效应:光电池池受光照照射就会会产生电电势差)最大特点点是:不不需外加加工作电压光电法测测光强的的方法与与步骤：：1.示意意图如下下：标准光源源待测光源源2.测量量原理：：Ls照射射硒(Se)光光电池时时有电电流流表的读读数为,Lx照照射硒(Se)光电池池时有电流表的的读数为为,若则则有有即即→3.测量量步骤:①按1中中的示意意图装好好器材②让Ls照射硒硒(Se)光电电池,记记下光电电流读数数A,此此时的照照度为:③将光电电池旋转转,让让Lx照照射硒(Se)光电池池调节,使使光电流流的大小小值为A,此时时的照度度为:④利用公公式计计算出出待测灯灯光强4.注意意事项:①Ls、Lx、V(λ)修正正滤光片片、Se光电池池的光心心在同一一直线上上②rs≥≥10Lsrx≥≥10Lx③Ls、Lx灯在额额定电压压下工作作④测量时时灯应先先通电5-15分钟，，光电池池半小时时漂移至至稳定后后读数5.光电电法测量量的特点点：①比目视视法精度度高，仪仪器适当当精度可可达0.1%②测量同同色温光光源也可可测量异异色温光光源的光光强③测量时时间短，，使用方方便④但不能确定定色温数据处理测量结果的修修正：因加V(λ)修正滤光片后后Se光电池池S(λ)与V(λ)接近但仍有偏离，，对异色温光光源测量时，，要进行修正正，经修正后有：：修正系数思考题简述光强单位位坎德拉的历历史。比较目视法与与光电法测量量光强的优缺缺点。光电测量法中中滤光片的作作用是什么？？9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Saturday,December24,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。00:05:3500:05:3500:0512/24/202212:05:35AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2200:05:3500:05Dec-2224-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。00:05:3500:05:3500:05Saturday,December24,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2200:05:3500:05:35December24,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。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、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/240:05:3500:05:3524December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。12:05:35上上午午12:05上上午午00:05:3512月月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。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结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。00:05:3500:05:3500:0512/24/202212:05:35AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2200:05:3500:05Dec-2224-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。00:05:3500:05:3500:05Saturday,December24,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2200:05:3500:05:35December24,202214、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。24十二二月202212:05:35上上午00:05:3512月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月2212:05上午12月-2200:05December24,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2022/12/240:05:3500:05:3524December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天气气晚晚来来秋秋。。。。12:05:35上上午午12:05上上午午00:05:3512月月-229、杨柳散散和风，，青山澹澹吾虑。。。12月-2212月-22Saturday,December24,202210、阅读一一切好书书如同和和过去最最杰出的的人谈话话。00:05:3500:05:3500:0512/24/202212:05:35AM11、越是是没有有本领领的就就越加加自命命不凡凡。12月月-2200:05:3500:05Dec-2224-Dec-2212、越是是无能能的人人，越越喜欢欢挑剔剔别人人的错错儿。。00:05:3500:05:3500:05Saturday,December24,202213、知人者智智，自知者者明。胜人人者有力，，自胜者强强。12月-2212月-2200:05:3500:05:35December24,202214、意志坚坚强的人人能把世世界放在在手中像像泥块一一样任意意揉捏。。24十十二月202212:05:35上上午00:05:3512月-2215、最具挑战性性的挑战莫过过于提升自我我。。十二月2212:05上上午12月-2200:05December24,202216、业余余生活活要有有意义义，不不要越越轨。。2022/12/240:05:3500:05:3524December202217、一个个人即即使已已登上上顶