光强测量毕业论文

实验项目名称：日常生活中光照强度实验 实验目的：1.了解光照强度相关概念，利用室内光强计算公式学会计算室内光强，了解灯泡高度以及有无光罩对光照强度的影响2.学会使用phyphox测量日常生活中光照强度实验原理和实验内容：夜间测量卧室内不同位置（围绕开着的卧室灯至少 20 个点），计算平均值，通过理论公式计算室内理论值，求相对误差。光照强度是指单位面积上所接受可见光的能量，简称照度，单位勒克斯（Lux 或 lx）。 为物理术语，用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。发光强度 光源在某一方向立体角内透过光通量的大小。单位：坎德拉(candela,cd)。光通量 光源单位时间内所辐射的光能叫光源的光通量，其单位是流明(各点都与 1 烛光光源相 距 1 英尺的 1 平方英尺面积上的光量为 1 流明)。室内光强的计算公式平均照度(Eav) = 光源总光通量(N*Ф)*利用系数(CU)*维护系数(MF) / 区域面积(㎡) (适用于室内或体育场的照明计算)利用系数：一般室内取 0.4，体育取 0.3维护系数：一般取 0.7～0.8举例：室内照明：4×5 米房间，使用 3×36W 隔栅灯 9 套，平均照度=光源总光通量×CU×MF/面积=(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 =1080 Lux结论：平均照度 1000Lux 以上。仪器设备的记录：手机 phyphox 灯实验内容及数据记录：（可使用EXCEl数据导入，注意有效数字，标明单位）夜间测量卧室内不同位置（围绕开着的卧室灯至少 20个点）室内照明：3.5×5.3 米房间，使用 2×8W Led灯 1 套平均照度=光源总光通量×CU×MF/面积=(2100×2×1)×0.4×0.8÷3.5÷5.3 =72.453 Lux实验结果的误差分析与问题讨论：（这是培养分析能力的重要环节，一定认真完成）1.实验中选取的20个点的高度都在一个高度线上下波动，可能影响光照强度2.还可能因为灯管使用时间较长，器件老化，参数波动较大，影响功率，进而对多测照度有影响3.另外可能为周围其他光线的干扰和加入，或者周围事物较多，吸收了灯管的流明实验思考题解答：对比分析自然光与人造光的光强数值，说明自然光光强大得多的原因？自然光与人造光的光谱不一样，其中所含物质不同光通过电子能级跃迁时产生，不同的原子有不同的能带分布，有不同的光谱，自然光为连续光谱，且包含了所有颜色的光2.设计如何利用手机测量光强来验证人眼对光强的耐受度？利用手机软件phyphox中的光学秒表，查明人眼对光强的耐受度上下范围，在光学秒表中输入耐受度上下限，将手机对准一个大灯，开始实验，得到触发器的结束时长即可，可多次测量取均值

单缝衍射测缝宽实验 一、实验目的 １．观察单缝衍射现象及其特点； ２．用硅光电池测量单缝衍射的光强分布； ３．用单缝衍射的规律计算单缝缝宽； 二、实验原理： 光在传播过程中遇到障碍物时将绕过障碍物，改变光的直线传播，称为光的衍射。当障碍物的大小与光的波长大得不多时，如狭缝、小孔、小圆屏、毛发、细针、金属丝等，就能观察到明显的光的衍射现象，亦即光线偏离直线路程的现象。光的衍射分为夫琅和费衍射与费涅耳衍射，亦称为远场衍射与近场衍射。本实验只研究夫琅和费衍射。理想的夫琅和费衍射，其入射光束和衍射光束均是平行光。单缝的夫琅和费衍射光路图如下图所示。 a. 理论上可以证明只要满足以下条件，单缝衍射就处于夫琅和费衍射区域： a2a2 ???或L??? 88L 式中：a为狭缝宽度；L为狭缝与屏之间的距离；?为入射光的波长。 可以对L的取值范围进行估算：实验时，若取a?1?10m，入射光是He?Ne激光， ?4 其波长为632.80nm， a2 ? ?1.6cm?2cm，所以只要取L?20cm，就可满足夫琅和费衍射 的远场条件。但实验证明，取L?50cm，结果较为理想。 b. 根据惠更斯－费涅耳原理，可导出单缝衍射的相对光强分布规律： I ?(sinu/u)2 I0 式中： u?(?asin?)/? 暗纹条件：由上式知，暗条纹即I?0出现在 u?(?asin?)/????，??2?，? 即暗纹条件为 asin??k?，k??1，k??2，? 明纹条件：求I为极值的各处，即可得出明纹条件。令 d (sin2u/u2)?0 du 推得 u?tanu 此为超越函数，同图解法求得： u?0，?1.43?，?2.46?，?3.47?，? 即 asin??0，?1.43?，?2.46?，?3.47?，? 可见，用菲涅耳波带法求出的明纹条件 asin??(2k?1)?/2，k?1，2，3，? 只是近似准确的。 单缝衍射的相对光强分布曲线如下图所示，图中各级极大的位置和相应的光强如下： sin? ?1.43?/a ?2.46?/a ?3.47?/a I I0 0.047I0 0.017I0 .0.018I c. 应用单缝衍射的公式计算单缝缝宽 由暗纹条件：asin??k? 并由图有：Xk?Ltan?k 由于?很小，所以Xk?L?k?kL?/a 令b?Xk?1?Xk?L?/a（b为两相邻暗纹间距），则 a?L?/b（或a?L?/X1，X1为中央明纹半宽度） 由此可见，条纹间距b正比于L和?，反比于缝宽a。由实验曲线测出b（取平均值），即可算出缝宽a。 d. 实验证明，若将单缝衍射的光路图中的单缝换成金属细丝，屏上夫琅和费花样和同样宽度的单缝衍射花样是一样的，故只需将单缝宽度a用金属细丝直径d代替，就可完全应用以上的理论和公式。 四、实验内容和步骤： 1. 实验主要内容是观察单缝衍射现象，测量单缝衍射的光强分布，并计算出缝宽a。 实验中用硅光电池作光强I的测量器件。硅光电池能直接变为电能，在一定的光照范围内，光电池的光电流i与光照强度I成正比。本实验用的是WJH型数字式检流计，以数字显示来检测光电流。它是采用低漂移运算放大器、模/数转换器和发光数码管将光电流a进行处理，从而将光强I以数字显示出来。 a．按下图接好实验仪器，先目测粗调，使各光学元件同轴等高，要注意将激光器调平； b．激光器与单缝之间的距离以及单缝与一维光强测量装置之间的距离均置为50cm左

实验项目名称：日常生活中光照强度实验 实验目的：1.了解光照强度相关概念，利用室内光强计算公式学会计算室内光强，了解灯泡高度以及有无光罩对光照强度的影响2.学会使用phyphox测量日常生活中光照强度实验原理和实验内容：夜间测量卧室内不同位置（围绕开着的卧室灯至少 20 个点），计算平均值，通过理论公式计算室内理论值，求相对误差。光照强度是指单位面积上所接受可见光的能量，简称照度，单位勒克斯（Lux 或 lx）。 为物理术...

由高到低地不断设置手机的屏幕亮度，知道人眼感觉其发出来的光不刺眼，记录此时的手机屏幕亮度，通过在手机里设置包括光照强度传感器、补偿和放大电路中央处理器在内的光照强度的检测装置，对光照进行采样、补偿和放大，再由光照强度的检测模块计算出当前的光照强度。

这个光照强度就是人眼对光强的耐受度。

此方法充分利用了手机被随身携带的特点，解决了户外不方便测量光照强度的技术问题。特别适合作为科研的辅助测量工具。

扩展资料：

实验时注意不要过于频繁调节亮度：

光源闪烁对人的视觉系统有刺激作用，会产生不舒适的感觉。而人眼对环境的明暗需要进行调节和适应。视觉的调节和适应的过程是由眼睛瞳孔的放大或缩小以及锥状细胞和杆状细胞的过渡来完成的，需要一定的时间。

长期在有频闪的光源下，必将使瞳孔括约肌和视网膜因过度使用而疲劳、酸痛甚至伤害视神经。频闪会导致眼睛疲劳、酸疼，之后是头晕头痛，再后是心烦紧张，甚至心动过速。