【种花家务·物理】4-5-05光度计『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第五章光度学
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿;功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳;热量的单位卡路里等于4.186焦耳;电荷的单位静库(1库伦=3×10⁹静库);电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等,但如今是不允许的,力是不能使用质量单位的。】
§5-5光度计
【01】利用照度第一定律,我们可以比较和测定光源的发光强度。如图5·8所示,让两个光源 S₁ 和 S₂ 分别垂直照射在一个纸片的两个侧面上,调节纸片的位置,使纸片两面的照度相等(E₁=E₂),设 S₁ 和 S₂ 的发光强度分别是Ⅰ₁ 和Ⅰ₂,这时候它们离开纸片的距离分别是 r₁ 和 r₂,根据照度第一定律 ;又有
,∴
,或
。r₁ 和 r₂ 是可以测量的,如果Ⅰ₁ 是已知的标准光源的发光强度,那么,待测光源的发光强度Ⅰ₂ 就可以从上面的公式中求出来。如果Ⅰ₁ 不是标准光源,通过这样的方法,也可以比较出发光强度Ⅰ₂ 是Ⅰ₁ 的几倍。

【02】但是,要凭眼睛的观察来比较纸片两面的照度是不容易做到很准确的,所以,一般是用一种比较光源发光强度的仪器——光度计来进行比较。光度计的型式很多,这里介绍一种简单的光度计——焦利光度计,它的构造如图5·9所示。它是由两块长方体的石蜡块迭合而成的,中间夹着一层锡箔,使从侧面射来的光线不能从一块石蜡穿到另一块石蜡中去,这样,光度计的两块石蜡块就各只能被一侧的光源所照明。调节石蜡块的位置,直到看上去两块石蜡被照明的程度相等,好象是一整块石蜡一样,这时候再量出两个光源分别到锡箔间的距离 r₁ 和 r₂,就可以按照前面所说的方法来计算出待测光源的发光强度了。

【03】上面这种光度计还是通过视觉的比较来测定光源的发光强度的。还有一种可以客观地测定出照度大小的光度计,称做勒克司计,从这种勒克司计中能够直接读出被测地方照度的大小。为了保护青年学生的视力,学校里可用勒克司计来检查教室的采光和照明是不是合乎需要。摄影的时候所用的曝光计(又称做曝光表)也是一种勒克司计,用它来测定被摄对象的照度,从而便于正确地确定摄影的曝光时间。
习题5·1~5·5
1、什么是光源的发光强度?什么是光通量和照度?它们的符号、单位各是什么?光通量和照度的单位又各是怎样规定的?
2、照度第一定律和第二定律的内容是什么?它们各在怎样的条件下才适用?
3、一个 100 烛光的电灯,挂在离开桌面 1.5 米高的地方,这时候如果在灯下面的桌面上阅读,是不是合乎标准照度的要求?【44.4勒克司<50勒克司,不合乎要求】
4、要在标准照度下的工作台上书写,问应该把一盏 48 烛光的电灯吊在工作台上方多高的地方?【0.8米】
5、在桌面中心的正上方 80 厘米处挂一盏 25 烛光的电灯,求桌面中心的照度和桌面上离电灯 100 厘米远处的照度。【39勒克司,20勒克司】
6、已知甲乙两光源相距 70 厘米,甲光源的发光强度是 16 烛光,当光度计移到离甲光源 40 厘米的时候,光度计的两块蜡块具有同样的亮度。问乙光源的发光强度是多少烛光?【9烛光】