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目前,各国复现坎德拉的主要方法有两种:一是电校准辐射计法,二是光谱辐射法.前者复现准确度高,后者则由于分光后信号很弱,不易测准,故误差较大.下面简单介绍一下电校准辐射计法复现坎德拉的原理及其主要实验装置.
1.坎德拉的复现原理
由光度学基本原理可知,光源在固定距离下的光照度Ev与相应的光谱辐照度Ee,λ的关系为
式中Km为明视觉最大光谱效能,V(λ)为CIE标准光度观察的光谱效率.
当放入V(λ)滤光器时,在限制光阑处得到的辐照度由下式计算:
式中τ555为滤光器在555nm处的透射比,τ(λ)为相对光谱透射比,l为光源到限制光阑的距离,△为光线通过滤光器后的光程修正.
由上面两个公式可以看出,不放滤光器时辐射计限制光阑处的光照度为
式中Ek,λ为光源的相对光谱功率分布.因为在两个积分中,有绝对光谱辐照度Ek,λ共同的因子,所以不需要对它进行计算,而用相对光谱功率分布Ek,λ所代替.
EV求得后,根据距离平方反比定律,即可算出光源的发光强度IV:
IV=L2EV.
这就是复现发光强度坎德拉主要原理.
2.复现坎德拉的实验装置
装置如图1所示,它放在6m长的光轨上,辐射计置于一个特制的滑车支架上,其位置可精密调整.下面把实验装置中主要部分介绍如下:锥腔型辐射计3是测量辐射功率的基准,将它置于热屏蔽箱内,使锥型辐射计避免环境温度变化而产生热电势的漂移.在本实验中,用它测量标准灯在辐射计的限制光阑表面上所产生的辐照度.V(λ)滤光器4是由四片有色玻璃组成,用以修正辐射计光谱灵敏度,使其与明视觉光谱光视效率V(λ)相接近.挡屏7是用以阻挡杂散辐射进入辐射计内.
将灯丝平面,通水快门光闸5,6,法光器4,辐射计的限制光阑的中心精确调整在同一测量轴线上,且让灯丝平面和限制光阑垂直于该轴线,辐射计在热屏蔽箱内放置 10h左右,待其温度分布均匀后,即可开始测量.
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