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計量論壇

標題: 光度基準及其演變 [打印本頁]

作者: szcatciliu 時間: 2007-8-9 17:05
標題: 光度基準及其演變
光度基準及其演變
在物理測量中，為了對一個物理量進行定量的測量，必須約定一個單位及單位的體現者——基準器。光度學的基本單位是發光強度的單位—坎德拉（candela），英文是“蠟燭”。而光通量、光照度、亮度及光出度的單位都由坎德拉推導出來。
在近二百年的光度學歷史中，光度基準及其單位的演變經歷了漫長歲月。下面作簡單的回顧，并著重介紹光度基本單位坎德拉的新定義。
發光強度的原始基準—燭光
最早的發光基準是蠟燭。1881年國際電工技術委員會根據科學技術發展要求，把燭光規定為國際性單位，并定義如下：
將一磅鯨魚油脂制成六支蠟燭，以每小時120格令的速度燃燒時，在水平方向的發光強度為1燭光。
上述定義中的格令是質量單位，1格令=1ng。上述定義發光強度由于影響因素很多，其復現性與穩定性都不理想。
1879年，白熾燈的發明給人類帶來光明，也促進光度學發展。
1909年，英、法、美三國有關機構協議采用炭絲的白熾燈定義發光強度，并定義如下：
由戊烷導出并用一組45個炭白熾燈所組成的平均發光強度，并稱之為“國際燭光”。
1937年CIPM（國際計量委員會）通過下列協議：
“1940年1月1日起，發光強度單位是這樣一個單位：使黑體輻射器在鉑的凝固溫度下發光的光亮度為60個發光強度單位每平方厘米。”這個光強度單位叫做“新燭光”。
發光強度的新基準―坎德拉
由于1939到1945年的二戰，新燭光沒有執行。
1948年第九屆國際計量大會通過將坎德拉定義發光強度單位：
坎德拉是在101325牛頓每平方米的壓力下，處于鉑的凝固溫度下的黑體的1/600000平方米表面在垂直方向的光強度。上述定義中的牛頓每平方米的專有名稱為帕斯卡，符號為“Pa”。
我國于1979年基于這個定義建立的鉑凝固點黑體光度基準，其確定度為＋0.3％。
坎德拉的最新定義
由于輻射度學的飛躍發展以及電子測量技術的日益提高，有關國家分別對最大光譜效能做了精確的測量，經過討論一致同意Kn為683Lm/w，于是可用光譜輻射來實現坎德拉的基準，因此，1979年10月第十屆國際計量大會通過決議如下：
坎德拉是發光單色輻射的頻率540.0154×10e12Hz的光源，在給定方向上的發光強度，在該方向的輻射度為(1/683)w/Sr （540.0154×10e12Hz的頻率對應于空氣中555nm單色輻射的波長。）
新定義最大優點在于坎德拉的大小不受光譜光效率的影響，也就是說，光度單位本身可以不受人眼因素的影響

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