学科发展与专业建设的内涵与未来五年规划

4.注意事项: ① Ls、Lx、V(λ)修正滤光片、Se光电池的光
心在同一直线上
②rs≥10Ls rx ≥10Lx ③ Ls、Lx灯在额定电压下工作 ④测量时灯应先通电5-15分钟，光电池半小时
漂移至稳定后读数
5.光电法测量的特点： ①比目视法精度高，仪器适当精度可达0.1% ②测量同色温光源也可测量异色温光源的光
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
光度学测光强方法：
目视法（主观测量法） 光电法（客观测量法）
目视光度计的制作原理：
目视法主要利用人的眼睛对光敏感强，它 能精确判断相邻二个表面的亮度是否相同。 目视光度计就是基于之一特点而制成的
3.测量步骤:
①按1中的示意图装好器材
②让Ls照射硒(Se)光电池,记下光电流读数A,此时的 照度为: Es Is /rs2
③将光电池旋转 180,让Lx照射硒(Se)光电池调节 ,
使光电流的大小值为A,此时的照度为: r x
Ex Ix /rx2
④利用公式 Ix Is(rx/rs)2计算出待测灯光强
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。
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
铂凝固点黑体光度基准原理图
亮度是60坎德拉每 平方厘米。
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
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。
➢ 注意: 1.目视法作光度测量方便,但只能对同色温
灯比较时精度高,异色温误差较大. 2.测量时的照度为20-30lx，过高、过低均
影响测量精度。 3.可同时定色温和测光强。
光电法测光强（本实验采用的方法）
光电池的工作原理与特
性：
入射光
工作原理:光生伏特效应
半透明电极
（内光电效应:光电池受 电流计 光照射就会产生电势差)
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。
卡索尔灯
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。
环形电极
环形电极
半导体硅 金属底板
最大特点是:不需外加工
作电压
光电池结构
光电法测光强的方法与步骤： 1.示意图如下：
（） 滤光片
s 光电池 e
Ls
Lx
标准光源
待测光源
rs
rx
2.测量原理：
Ls照射硒(Se)光电池时有Es Is /rs2电流 表的读数A为 , Lx照射硒(Se)光电池时有
Ex Ix /rx2 电流表的读数为 A ' ,若A' A 则 有 Es Ex 即 Is/rs2 Ix/rx2 → Ix Is(rx/rs)2
强 ③测量时间短，使用方便 ④但不能确定色温
数据处理
测量结果的修正：
因加V(λ)修正滤光片后Se光电池S(λ)与V(λ)接近 但仍有偏离，对异色温光源测量时，要进行修正， 经修正后有： 修正系数 ExdES(ix/is)
780
d37 88 00px()
()d
0 ps()
()s()d
380ps() ()d 0 px() ()s()d
P
造成两个相邻的像.
E
目视法测光强： 按图将L1、L2和Ｄ均放在光具座上，在定色温
的同时，改变L1和 L2与漫射屏D的距离,使漫射屏两 侧的照度一样(此时图内二个视线的界线消失),若 L1L2近似为点光源,则由距离平方反比定律有:
E 1 E 2 I 1 /r 1 2 I 2 /r 2 2 I 2 I 1 r 2 /r 1 2
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
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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
目视法测量的要求： 要求两灯的色温相同或相近(相差在100K以下)
目视光度计的工作原理：
1.结构与原理:如图L1 L2为二个光源,L1光强已
知,L2待测光源,D为白色漫射屏
L2 (C )
L1(S )
(涂MgOBaSO4)M1M2为反射镜或全
M2
D
M 1 反射棱镜，P为光度头,使L1L2经
D反射来的光线在目镜E的视场内
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 黑体辐射源法
标准探测器法
电
硅
量
替
光
子
代
电
效
绝
二
率
对
极
绝
辐
管
对
射
自
测
法
校
量
准
法
法
三、光强测量方法
微弱光强的测量方法 锁相放大法
微 弱 光 强
光 电
待测信号
转
换
选频放大器
相 敏 检
波
参考信号
器
移相器
低通滤 波器
输出
PSD
中等光强的测量方法 基准器
思考题
简述光强单位坎德拉的历史。 比较目视法与光电法测量光强的优缺点。 光电测量法中滤光片的作用是什么？