大学物理实验色度实验

西南交通大学物理实验中心

实验报告

学号：20114028 姓名：王涛 班级：物理一班 实验名称： 色度 实 验 组号：

实验时间：2013 年4 月24 日 讲 教师报告箱号： 实验目的：

1. 了解色度学的基本原理。

2. 熟悉WSD-1A 型色度仪的实验装置及软件操作界面，并掌握使用方法。

3. 学会用透射或反射方法测量样品的主波长、纯度、色坐标等色度学量。

实验仪器：

WSG-8型色度实验装置

光栅光谱仪结构参见仪器说明书。

实验原理：

色度学是研究颜色度量和评价方法的一门学科，现代色度学初步解决了对颜色作定量描述和测量的问题。

颜色可以分为黑白和彩色两个系列，黑灰白以外的所有颜色均为彩色系列。彩色可以用三个参数来表示：明度(亮度或纯度)、色调(主波长或补色主波长)和色纯度(饱和度)。明度表示颜色的明亮程度，颜色越亮明度值越大；色调反映颜色的类别，如红色、绿色、蓝色等。彩色物体的色调决定于在光照明下反射光的光谱成分。例如，某物体在日光下呈现绿色是因为它反射的光中绿色成分占优势，而其它成分被吸收掉了。对于透射光，色调由透射光的波长分布或光谱所决定。色纯度是指彩色光所呈现颜色的纯洁程度。对于同一色度的彩色光，其色纯度越高，颜色就越深，或越纯；反之颜色就越淡，纯度越低。色调和色纯度合称色度，它既说明彩色光的颜色类别，又说明颜色的深浅程度。 根据色度学原理，所有颜色均可由红、绿、蓝三种颜色匹配而成，这三种颜色称为三基色。为了定量地表示颜色，常用的方法是采用“三刺激值”，即红、绿、蓝三基色的量，分别用X 、Y 、Z 表示。在理论上，为了定量地表示颜色，采用平面直角色度坐标

Z Y X X x ++=， Z Y X Y y ++=， Z Y X Z z ++=

x 、y 、z 分别是红、绿、蓝三种颜色的比例系数，1=++z y x 。用（C ）代表一种颜色，(R)、(G)、(B)表示红、绿、蓝三基色，则)()()(B z G y R x C ++=，如一蓝绿色可以表示为：

)(63.0)(31.0)(06.0)(B G R C ++= 所有的光谱色在色坐标上为一马蹄形曲线，该图称为CIE1931色坐标。在图中红®、绿(G)、蓝(B)

三基色坐标点为顶点，围成的三角形内的所有颜色的所有颜色可以由三基色按一定的量匹配而成。

图4 透射基线

图5 透射基线色度窗口软件计算得到如下数据：

主要参数色坐标

主波长：491.3 nm x：0.3205

图7 红样品透射色度窗口

由软件计算得到如下数据：

主要参数色坐标

图9 绿样品透射色度窗口由图9软件计算得到如下数据：

主要参数色坐标

主波长：542.8nm x：0.3472

图11 蓝样品透射色度窗口软件计算得到如下数据：

主要参数色坐标

主波长：471.7 nm x：0.1669

饱和纯度：85.6 % y：0.1153

色度纯度：49.0 % z：0.7178

图12 总的曲线

反射样品的测量

1.测量反射基线。把转向镜拨到出缝2，把负电压调零。把接收器安装在发射装置中，并把白板放进接收器。选择“反射基线”模式，然后再调节负高压和狭缝大小，使测量的基线位置较高，但信号又没溢出。450500550600650200

300

400

500600700

800

900

反射基线(E )波长(nm)

图13 反射基线

图15 反射基线色度窗口

由图15软件计算得到如下数据：

主要参数色坐标

主波长：493.9 nm x：0.3424

饱和纯度：25.1 % y：0.4020

图16 橙红色深色纸反射率曲线

图16 橙红色深色纸反射色度窗口由图16软件计算得到如下数据：

主要参数色坐标

主波长：609.3 nm x：0.5876

饱和纯度：64.9 % y：0.3613