简单光学实验仪器

首页 >> 正文

简单光学实验仪器

来源：baiyundou.net 日期：2024-08-23

1.辐射量

1.辐射能Qe：同其他电磁辐射一样，可见光辐射也是一种能量传播形式。以电磁辐射形式发射、传输或接收的能量乘坐辐射能，通常用字符Qe表示。度量辐射能的单位为焦耳（J）。

2.辐通量Φe：单位时间内发射、传输或接收的辐射能称为辐通量，通常用字符Φe表示。若在dt时间内发射、传输或接收的辐射能为dQe，相应的辐通量Φe为

3.辐射出射度Me：辐射源单位发射面积发出的辐通量，定义为辐射源的辐出度，以Me表示。假定辐射源的微面积dA发出的辐通量为dΦe，则辐出度Me为

辐出度单位为瓦每平方米（W/m2）

4.辐照度Ee：辐射照射面单位受照面积上接受的辐通量，定义为受照面的辐照度，假定受照面的微面积dA上接受的辐通量为dΦe，则辐照度Ee为

辐照度单位为瓦每平方米（W/m2）。

辐亮度Le：表征具有有限尺寸辐射源辐通量的空间分布。元面积为dA的辐射面，在和表面法线N和θ角方向，在元立体角dΩ内发出的辐通量为dΦe，则辐亮度Le为

根据定义可以认为，元面积dA在θ方向的辐亮度Le就是该辐射面在垂直于θ方向的平面上的单位投影面积在单位立体角发出的辐通量。辐亮度的单位名称为瓦每球面度平方米[W/(sr·m2)]。

6.辐射强度Ie：点辐射源向各个方向发出辐射，在某一方向，在元立体角dΩ内发出的辐通量为dΦe，则辐强度Ie为

2.光学量

①光通量Φv：标度可见光对人眼的视觉刺激程度的量为光通量，通常以字符Φv表示。光通量的单位为流明（lm）。

②光出射度Mv：光源单位发光面积发出的光通量，定义为光源的光出射度，以字符Mv表示。假定光源的微发光面积dA发出的光通量为dΦv，则光出射度Mv可表示为

光出射度的单位为流明每平方米（lm/m2）。

③光照度Ev：单位受照面积接收的光通量，定义为光照面的光照度，通常以字符Ev表示，假定光照面微面积dA上接受的光通量为dΦv，则该微面上的光照度Ev可用下式表示

光照度的单位名称是勒克斯（lx）。1 lx=1 lm/m2。

④发光强度Iv：点光源向各方向发出可见光，在某一方向，在元立体角dΩ内发出的光通量为dΦv，则点光源在该方向上的发光强度Iv为

点光源的发光强度等于点光源在单位立体角内发出的光通量。发光强度的单位为坎德拉（cd）。
⑤光亮度Lv：为了描述具有有限尺寸的发光体发出的可见光在空间分布的情况，采取了光亮度Lv的光学量。发光面的元面积dA，在和发光表面法线N成θ角的方向，在元立体角

dΩ内发出的光通量为dΦv，则光亮度Lv为

表明，元发光面dA在θ方向的光亮度Lv等于元面积dA在θ方向的发光强度Iv与该面元面积在垂直于该方向平面上的投影cosθdA之比。单位为坎德拉每平方米（cd/m2）

3.实验

3.1实验目的

测量手机屏幕在低、中、高亮度下的亮度值nit、色坐标及其稳定性。

3.2实验仪器列表

仪器/设备名称	型号&序列号	配置明细
4°视场角镜头	/	光谱范围380-1100nm,透过率＞90%
高灵敏光谱仪	LiSpec-HS400	光谱范围200-1100nm，SMA光纤接口输出
光学支架	/	/

3.3实验内容
1、在低亮度模式下验证在不同积分时间下，光谱仪最佳采样时间

2、在低、中、高亮度下测量手机屏幕（W,R,G,B）亮度光亮度、色坐标及稳定性

手机屏幕辐射测量实验光路设计如下图所示：

屏幕测量光路示意图

按上图示意图搭建光路，在暗室的条件下，按实验内容1测量手机最低亮度下的亮度值，以不同积分时间为不同组进行测量。实验过程中每隔5分钟保存一次数据以验证系统的稳定性，保存原始数据并绘制亮度曲线，评估最佳光谱仪最佳采样时间测试图片如下图所示

实验测量过程图

3.4实验结果

实验测量均在距离手机2cm，最低亮度下进行测量，每隔5分钟保存一次数据，测量数据曲线图如下：

2600ms积分时间下亮度测量结果：

软件截图：

650ms积分时间下亮度测量结果：

每组数据的亮度值如下表：

测量次数	1	2	3	4	5	6
测量结果（nit）	2.338317366	2.326757163	2.321317532	2.330630402	2.318486332	2.321005822
平均值（nit）	2.326085769（以此值作为标准值）
稳定性偏差（%）	0.5258446	0.0288637	0.2049898	0.1953768	0.326705	0.2183904
稳定性偏差平均值（%）	0.250028371

软件截图：

325ms积分时间下亮度测量结果：

每组数据的亮度值如下表：

测量次数	1	2	3	4	5	6
测量结果	2.347381356	2.360814051	2.359856661	2.372836627	2.315535822	2.304842019
平均值（nit）	2.343544423
稳定性偏差（%）	0.9155117	1.4929923	1.4518335	2.009851	0.4535494	0.9132832
稳定性偏差平均值（%）	1.2061702

软件截图：

200ms积分时间下亮度测量结果：

每组数据的亮度值如下表：

测量次数	1	2	3	4	5	6
测量结果（nit）	2.281903351	2.296458868	2.347822311	2.303092593	2.333174075	2.308789268
平均值（nit）	2.311873411
稳定性偏差（%）	1.899432	1.2736805	0.9344686	0.9884922	0.3047311	0.7435883
稳定性偏差平均值（%）	1.0240654

软件截图：

110ms积分时间下亮度测量结果：

每组数据的亮度值如下表：

测量次数	1	2	3	4	5
测量结果（nit）	2.318844503	2.281071711	2.242629331	2.299897075	2.335353065
平均值（nit）	2.295559137
稳定性偏差（%）	0.3113069	1.9351848	3.5878487	1.1258697	0.3984073
稳定性偏差平均值（%）	1.4717235

软件截图：

4.结论

通过以上5组采样积分时间的测试结果数据，不同积分时间下的亮度值与标准值差别不大，但稳定性有所差异，从数据结果判断建议采用200ms积分时间

推荐：

LiSpec-Mini/UV系列微型光谱仪

光源

iLight-HAL、iLight-HAL-HP、iLight-HAL-UV卤钨灯

iLight-DH-ADJ氚卤组合光源

iLight-Xe 氙灯

","gnid":"99d8ba60703c9cd7f","img_data":[{"flag":2,"img":[{"desc":"","height":"63","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t017cae78101bad178e.jpg","width":"104"},{"desc":"","height":"59","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t010fda7af96d335628.jpg","width":"89"},{"desc":"","height":"66","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01578687b58c32c583.jpg","width":"89"},{"desc":"","height":"307","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t012651af15df376b57.png","width":"318"},{"desc":"","height":"69","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01f387e18d1a6f4910.jpg","width":"154"},{"desc":"","height":"52","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0144384e51cb220bb5.jpg","width":"83"},{"desc":"","height":"61","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t016e0770a8b4cff75c.jpg","width":"99"},{"desc":"","height":"66","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01d825bc47d6f18284.jpg","width":"111"},{"desc":"","height":"60","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0188a3200ecc2c9da1.jpg","width":"91"},{"desc":"","height":"65","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0187c90c6af214fe94.jpg","width":"224"},{"desc":"","height":799,"title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0134c9ea68900073e2.jpg","width":1064},{"desc":"","height":"329","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01e84cd56e7a53cecb.png","width":"791"},{"desc":"","height":"544","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0186fa47a492d0b87a.png","width":"724"},{"desc":"","height":"549","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0186db9002f855af5a.png","width":"730"},{"desc":"","height":"263","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01448980b7ca895ca2.png","width":"472"},{"desc":"","height":"1048","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01f903baf5a5d5523b.png","width":"1920"},{"desc":"","height":"298","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t010cb4d85b5c6640de.png","width":"506"},{"desc":"","height":"1048","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t0101cdb5ff93f60c23.png","width":"1920"},{"desc":"","height":"332","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01facd758665d8666c.png","width":"555"},{"desc":"","height":"1048","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01b5cdfd2e9a517d99.png","width":"1920"},{"desc":"","height":"373","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01074c30775bd8eaf1.png","width":"555"},{"desc":"","height":"1048","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01f903baf5a5d5523b.png","width":"1920"},{"desc":"","height":"416","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01597c9b318196af2d.png","width":"493"},{"desc":"","height":"374","title":"","url":"https://p0.ssl.img.360kuai.com/t010b3265d8ae142820.png","width":"513"}]}],"original":0,"pat":"art_src_0,fts0,sts0","powerby":"pika","pub_time":1699515232000,"pure":"","rawurl":"http://zm.news.so.com/6bcba855bf4c4728e4a677bf811a8b52","redirect":0,"rptid":"c8427aa6f8a0f035","rss_ext":[],"s":"t","src":"莱森光学LiSenOptics","tag":[{"clk":"kscience_1:ev","k":"ev","u":""}],"title":"莱森光学：屏幕亮度测试案例

阴妮泼2300光栅测定光波波长实验仪器与实验原理
徐邰光13139785877 ______ 【实验目的】1、进一步巩固分光计的调节与使用技巧;2、利用光栅测定光栅常量、光波波长.【实验仪器】分光计、平面透射光栅、低压汞灯、平面镜等.【实验原理】光栅是光学色散元件,为一组数目极多的等宽、等间距平行排列的狭缝.光栅分光原理如下图所示:

阴妮泼2300给你一支铅笔,请用它设计一个光学小实验,可以添加器材并说明做法和所用的物理知识或产生的物理现象 -
徐邰光13139785877 ______ 1.器材:杯、水、笔. 步骤:(1)将杯盛满水;(2)将笔放在玻璃杯一侧,从另一侧看笔. 现象:笔变粗了. 原理;盛水玻璃杯相当于放大镜.2.器材:杯、水、笔. 步骤:(1)将杯盛满水;(2)将笔横靠在杯边上;现象:从水面看去,能看到水中笔的倒影. 原理:平面镜成像.

阴妮泼2300利用光的折射制成的光学仪器?
徐邰光13139785877 ______ 利用光的折射制成的光学仪器:照相机、投影仪、放大镜、望远镜、显微镜

阴妮泼2300初二下学期物理:常见的光学仪器 -
徐邰光13139785877 ______ 在阳光下放一张纸,把放大镜举在纸上,使纸上出现一个最小的亮点.再等上几分钟. 放大镜聚焦

阴妮泼2300给你一个装有大半杯水的烧杯,请你用它设计两个光学小实验,并简要说明实验的原理.(如需要其他器材,可以自行选用) -
徐邰光13139785877 ______[答案] (1)器材:激光手电; 方法:将激光手电的光斜射入烧杯中的水里,发现光线在水面处弯折了; 原理:光的折射. (2)用手拿烧杯,从另一侧观察手指被放大; 原理:凸透镜成正立放大的虚像.

阴妮泼2300谁知道光学实验盒怎么用? -
徐邰光13139785877 ______ 一种小学光学实验盒,它包括有盒体、平面镜、凸透镜、柱透镜、三棱镜、单缝光栏、多缝光栏、凶板、光屏、蜡烛台等光学元件和光具插座以及光源,其特征在于其中的光源由普通电珠4、灯座1、聚光透镜5组成,并与电池架7及开关8组成一个整体,电珠4装在灯座1中,聚光透镜5装在镜筒3内,镜筒3套在灯座1的前端,与灯座1内径滑动配合,使得镜筒3可在灯座1中前后伸缩,将出射光束调节成平行光;在电池架7的端部上表面向上连有支架6,支架6上部的弧形片10的两端与圆环2的对称两端铰接,圆环2就紧套在灯座1的外圈上,使得灯座1连同聚光透镜筒3一起能绕弧形片10与圆环2的铰接点转动,以调节出射光束的仰角,电池架7亦作为光源座用.

阴妮泼2300 做物理实验可以帮助我们学好物理,我们身边的许多物品都可以是做物理实验的器材.现有一根吃饭用的筷子,请你用这根筷子作为实验器材,设计一个光学... -
徐邰光13139785877 ______[答案] 实验器材:碗,水,筷子. 实验步骤: 1、首先将筷子放在空碗里,在C点观察筷子; 2、向碗内加满水,再观察筷子;如下图所示实验现象:将筷子放入水中,保持眼睛和碗的位置不变,仍在C点,可以看到筷子水下的部分向上偏折. 实验结论:光...

阴妮泼2300光学设备包括哪些 -
徐邰光13139785877 ______ 冷加工设备,变焦设备,瞄准镜模具是在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造,以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中,用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具. 模具具...

阴妮泼2300验证光的反射定律所准备的器材有哪些? -
徐邰光13139785877 ______ 一块平面镜、一块画有法线ON的平整硬纸板、直尺、量角器及铅笔.

阴妮泼2300光学仪器,什么是光学仪器 -
徐邰光13139785877 ______ 利用光的折射和反射成像的仪器称为光学仪器.

（编辑：自媒体）