光度量的测量

• 当测量精度要求较高, 而测量时实际ｒｓ和ｒｃ相差较大时, 应用式(８ －２) 把反射屏厚度的影响考虑进去。
• 在制作白色漫射屏时, 使其两平面反射比相同, 则式(８ －１) 变为
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８.１ 发光强度的测量
• 在测量时, 如果光度计内两条光路系统不对称或者漫射屏两平面的反 射比不一样, 将会引起附加的测量误差。 为消除这种误差可采用比较 测量法, 此时除了用标准灯及待测灯外,还要使用一只比较灯(ｖ 灯)。 对于比较灯只要求光强度在一定时间内保持稳定, 不必预先知道其数 值。
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８.１ 发光强度的测量
• 另外, 还要考虑到滤光片和其他测量部件之间的多次反射问题。 最后, 引入滤光片后,待测光源到光度计的有效距离增加了(ｎ －１)ｄ / ｎ ( ｎ 和ｄ 分别是滤光片的折射率和厚度)。
• (２) 闪烁法可用于测量与标准光源色调相差较大的待测光源的光强度 。 闪烁法是根据人眼对间断光的响应特性而设计的。 闪烁法测发光 强度要使用闪烁光度计, 图８ －３ 所示为艾夫斯－ 布里德(Ｉｖｅｓ － Ｂｒａｄｙ) 闪烁光度计的测量光学系统。
• 用光强度标准灯照亮漫反射表面Ｍ。 被测灯Ｌ 发出的光线通过中性 滤光片Ｖ 照亮乳白玻璃屏Ｏ。
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８.１ 发光强度的测量
• 棱镜Ｌ － Ｂ 由上、下两块直角棱镜胶合而成, 在胶接面上, 部分面积 涂有银反射层(如小图所示); 涂银层部分将来自被测灯Ｌ 的光反射进 入观察视场, 挡住标准灯光的进入, 而透明部分则只透射来自标准灯的 光, 使其进入观察视场。 两束光以一定的倾斜角入射到１０°楔形镜 Ｐ 上。 当Ｐ 以一定的速度转动时, 来自标准灯的光和来自被测灯的 光交替地照亮观察视场, 楔形镜Ｐ 的转动速度可方便地控制。 加入中 性滤光片Ｖ, 可以扩大仪器光强度的测量范围。
第８ 章 光度量的测量
• ８.１ 发光强度的测量 • ８.２ 光通量的测量 • ８.３ 照度的测量 • ８.４ 亮度的测量
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８.１ 发光强度的测量
• ８.１.１ 在光度导轨上测量发光强度
• 测量装置如图８ －１ 所示, 在滑轨上装有三个可滑动的小车, 两边小 车上安装进行比较的光源, 中间小车安装陆末－ 布洛洪光度计(见６. １ 节)。 利用这种装置测量发光强度的简单方法是直接比较法。 在 一端的小车上装上光强标准灯(ｓ 灯), 另一端的小车上装上待测灯(ｃ 灯)。 水平移动光度计或任一安装光源的小车, 直到光度计视场的两 个不同部分亮度相等为止, 即Ｌｓ ＝ Ｌｃ。 于是, 根据平方反比定律, 有
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８.１ 发光强度的测量
• ８.１.２ 用偏光光度计测量发光强度
• 测量方法操作简单, 无须在光度导轨上移动测量部件。 马丁斯(Ｍａ ｒｔｅｎｓ) 偏光光度头的工作原理如图８ －４ 所示。 设ａ、ｂ 分 别为两个比较光源, 由ａ 发出的光经过平凸透镜和渥拉斯顿棱镜分成 两束光(图中分别用实线和虚线表示), 它们的偏振方向是正交的; 再经 过双棱镜, 又把每一束光分成向不同方向折转的两束, 这样通过望远系 统观察时就可看到４ 个分开的点。 现在用光阑挡去三束, 只留下图中 ａ′１部分; 由ｂ 光源来的光也一样被遮去三束,预先设计好双棱镜的角 度, 使得来自ｂ 光源的光束ｂ２ 和ａ′１正好在观察者眼中重合, 这时 ｂ２和ａ′１的偏振方向刚好正交。
• 由于使用人眼判断视场两侧亮度是否达到平衡, 而人眼很难精确判断 两个色温(或光谱分布) 相差较大的光源照明视场的光度平衡, 所以进 行测量时, 要求所使用的光源色温必须一致或十分接近(色温相差小于 １００ Ｋ)。
• 当待测光源与标准光源色温相差较大时, 可采用以下几种方法减小测 量误差:
• (１) 将滤光片或色溶液加在待测光源一侧, 使光度计中待测光路视场 的光色与标准光路视场的光色相一致。 这样式(８ －３) 可写成
• 用闪烁法测量发光强度时, 使用较低的交替频率可提高测量精度(最好 使用彩色闪烁现象正好消失时的频率)。 在不同的测量中, 这一频率 的取值往往不同, 它取决于相比较光源的色差和视场的亮度, 两者越大 , 异色闪烁消失频率就越高。 如果过分地提高闪烁频率,则人眼比较视 场内的亮度差感觉也会消失, 将无法进行发光强度测量, 所以正确地使 用闪烁频率很重要。
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８.１ 发光强度的测量
• ｒｓ和ｒｃ代表漫射屏两平面中线与相应灯泡灯丝平面的距离(图８ － ２)。
• 实际上漫射屏总有一定的厚度, 设屏厚度为２ｔ, 则有 •即
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８.１ 发光强度的测量
• 为了方便起见, 实际上往往使用式(８ － １) 计算Ｉｃ。 这样由于反射 屏厚度的影响, 将引入测量误差。 若要使一误差小于０.１％, 即
• 测量时, 将ｖ 灯放在一端的小车上, 并将ｖ 灯和光度计用连杆连接, 保持它们之间的距离不变。 在另一端的小车上先装上标准ｓ 灯(图８ －２ (ｂ))。 移动ｓ 灯达到光度计视场两部分的光度平衡, 记下ｓ 灯 与光度计的距离ｒｓ。
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８.１ 发光强度的测量
• 用待测ｃ 灯换下ｓ 灯, 水平移动ｃ 灯, 使光度计视场再次出现光度平 衡, 记录下距离ｒｃ。 待测灯的光强度Ｉｃ仍可由式(８ －３) 求得。
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８.１ 发光强度的测量
• τｖ 为滤光片或色溶液的目视透射比, 定义为
• 在加滤光片进行色温校正时, 应保证有色玻璃两平面的平行性, 避免产 生透镜效应。 滤光片的楔角会使测量光路产生偏折, 给测量带来影响 。 为了尽量减小滤光片或色溶液对光线的散射作用, 不要在光路中随 意改变滤光片或色溶液的位置, 以免散射对测量的影响难以估计。
• 通过目镜Ｅ, 人眼可观察到由标准灯和待测灯交替照亮的视场。 如果 两个光源的光色不同, 在交替频率较低时, 人眼察觉到的是有色的闪光 。
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８.１ 发光强度的测量
• 随着交替频率的增高, 直至超过一定频率时, 人眼不再感觉出颜色的变 化, 看到的是一个亮度闪烁的视场。 水平移动标准灯, 使视场中亮度 闪烁消失, 得到光度平衡位置。 利用平方反比定律可求得待测光源的 发光强度Ｉｃ。