光度基準(zhǔn)及其演變

光度基準(zhǔn)及其演變
在物理測(cè)量中，為了對(duì)一個(gè)物理量進(jìn)行定量的測(cè)量，必須約定一個(gè)單位及單位的體現(xiàn)者——基準(zhǔn)器。光度學(xué)的基本單位是發(fā)光強(qiáng)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(dǎo)出來(lái)。
在近二百年的光度學(xué)歷史中，光度基準(zhǔn)及其單位的演變經(jīng)歷了漫長(zhǎng)歲月。下面作簡(jiǎn)單的回顧，并著重介紹光度基本單位坎德拉的新定義。
發(fā)光強(qiáng)度的原始基準(zhǔn)—燭光
最早的發(fā)光基準(zhǔn)是蠟燭。1881年國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)根據(jù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求，把燭光規(guī)定為國(guó)際性單位，并定義如下：
將一磅鯨魚(yú)油脂制成六支蠟燭，以每小時(shí)120格令的速度燃燒時(shí)，在水平方向的發(fā)光強(qiáng)度為1燭光。
上述定義中的格令是質(zhì)量單位，1格令=1ng。上述定義發(fā)光強(qiáng)度由于影響因素很多，其復(fù)現(xiàn)性與穩(wěn)定性都不理想。
1879年，白熾燈的發(fā)明給人類帶來(lái)光明，也促進(jìn)光度學(xué)發(fā)展。
1909年，英、法、美三國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)協(xié)議采用炭絲的白熾燈定義發(fā)光強(qiáng)度，并定義如下：
由戊烷導(dǎo)出并用一組45個(gè)炭白熾燈所組成的平均發(fā)光強(qiáng)度，并稱之為“國(guó)際燭光”。
1937年CIPM（國(guó)際計(jì)量委員會(huì)）通過(guò)下列協(xié)議：
“1940年1月1日起，發(fā)光強(qiáng)度單位是這樣一個(gè)單位：使黑體輻射器在鉑的凝固溫度下發(fā)光的光亮度為60個(gè)發(fā)光強(qiáng)度單位每平方厘米。”這個(gè)光強(qiáng)度單位叫做“新?tīng)T光”。
發(fā)光強(qiáng)度的新基準(zhǔn)―坎德拉
由于1939到1945年的二戰(zhàn)，新?tīng)T光沒(méi)有執(zhí)行。
1948年第九屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)將坎德拉定義發(fā)光強(qiáng)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(qiáng)度。上述定義中的牛頓每平方米的專有名稱為帕斯卡，符號(hào)為“Pa”。
我國(guó)于1979年基于這個(gè)定義建立的鉑凝固點(diǎn)黑體光度基準(zhǔn)，其確定度為＋0.3％。
坎德拉的最新定義
由于輻射度學(xué)的飛躍發(fā)展以及電子測(cè)量技術(shù)的日益提高，有關(guān)國(guó)家分別對(duì)最大光譜效能做了精確的測(cè)量，經(jīng)過(guò)討論一致同意Kn為683Lm/w，于是可用光譜輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)坎德拉的基準(zhǔn)，因此，1979年10月第十屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)決議如下：
坎德拉是發(fā)光單色輻射的頻率540.0154×10e12Hz的光源，在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，在該方向的輻射度為(1/683)w/Sr （540.0154×10e12Hz的頻率對(duì)應(yīng)于空氣中555nm單色輻射的波長(zhǎng)。）
新定義最大優(yōu)點(diǎn)在于坎德拉的大小不受光譜光效率的影響，也就是說(shuō)，光度單位本身可以不受人眼因素的影響