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    積分球的作用與原理

    點(diǎn)擊次數(shù):2660  更新時(shí)間:2018-01-25
     
      光學(xué)
     
      光學(xué)(optics),是研究光(電磁波)的行為和性質(zhì),以及光和物質(zhì)相互作用的物理學(xué)科。傳統(tǒng)的光學(xué)只研究可見(jiàn)光,現(xiàn)代光學(xué)已擴(kuò)展到對(duì)全波段電磁波的研究。光是一種電磁波,在物理學(xué)中,電磁波由電動(dòng)力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述;同時(shí),光具有波粒二象性,需要用量子力學(xué)表達(dá)。
     
      學(xué)科發(fā)現(xiàn)
     
      光學(xué)的起源在西方很早就有光學(xué)知識(shí)的記載,歐幾里得(Euclid,公元前約330~260)的&lt;反射光學(xué)&gt;(Catoptrica)研究了光的反射;阿拉伯學(xué)者阿勒·哈增(AI-Hazen,965~1038)寫(xiě)過(guò)一部&lt;光學(xué)全書(shū)&gt;,討論了許多光學(xué)的現(xiàn)象。
     
      歷史發(fā)展
     
      光學(xué)是一門(mén)有悠久歷史的學(xué)科,它的發(fā)展史可追溯到2000多年前。
     
      人類(lèi)對(duì)光的研究,zui初主要是試圖回答“人怎么能看見(jiàn)周?chē)奈矬w?”之類(lèi)問(wèn)題。約在公元前400多年(先秦時(shí)代),中國(guó)的《墨經(jīng)》中記錄了世界上zui早的光學(xué)知識(shí)。它有八條關(guān)于光學(xué)的記載,敘述影的定義和生成,光的直線傳播性和針孔成像,并且以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖钟懻摿嗽谄矫骁R、凹球面鏡和凸球面鏡中物和像的關(guān)系。
     
      自《墨經(jīng)》開(kāi)始,公元11世紀(jì)阿拉伯人伊本·海賽木發(fā)明透鏡;公元1590年到17世紀(jì)初,詹森和李普希同時(shí)獨(dú)立地發(fā)明顯微鏡;一直到17世紀(jì)上半葉,才由斯涅耳和笛卡兒將光的反射和折射的觀察結(jié)果,歸結(jié)為今天大家所慣用的反射定律和折射定律。

      積分球的作用與原理
     
      一般而言,光學(xué)擴(kuò)散片在小心使用下,可降低測(cè)量時(shí)因探測(cè)器上的入射光源不均勻分布或光束偏移所造成的微小誤差,因此可以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。但是在精密的測(cè)量時(shí),就必須使用積分球作為光學(xué)擴(kuò)散器使得上述的誤差zui小。
     
      積分球可用于測(cè)試光源的光通量,色溫,光效等參數(shù)。
     
      積分球的基本原理是光通過(guò)采樣口被積分球收集,如圖1,在積分球內(nèi)部經(jīng)過(guò)多次反射后非常均勻地散射在積分球內(nèi)部。使用積分球來(lái)測(cè)量光通量時(shí),可使得測(cè)量結(jié)果更為可靠,積分球可降低并除去由光線地形狀、發(fā)散角度、及探測(cè)器上不同位置地響應(yīng)度差異所造成地測(cè)量誤差。
     
     
      理想積分球原理
     
      理想積分球地條件:
     
      A、積分球地內(nèi)表面為一完整地幾何球面,半徑處處相等;
     
      B、球內(nèi)壁是中性均勻漫射面,對(duì)于各種波長(zhǎng)地入射光線具有相同的漫反射比;
     
      C、球內(nèi)沒(méi)有任何物體,光源也看作只發(fā)光而沒(méi)有實(shí)物的抽象光源。
     
      2.影響積分球測(cè)量精度的因素:
     
      A、球內(nèi)壁是均勻的理想漫射層,服從朗伯定則;
     
      B、球內(nèi)壁各點(diǎn)的反射率相等;
     
      C、球內(nèi)壁白色涂層的漫射是中性的;
     
      D、球半徑處處相等,球內(nèi)除燈外無(wú)其他物體存在;
     
      E、窗口材料是中性的,其E符合照度的余弦定則,實(shí)際情況與理想條件不符合會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差,故需修正。
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