吉普丽儿
第1楼2011/06/28
由于历史上和实用上原因,光度计量中以坎德拉为SI基本单位,而流明、勒克斯等均为导出单位。早在1860年,英国为适应照明技术的需要,在煤气条例上规定以一种特制蜡烛的火焰,在水平方向的发光强度为1烛光(candle)。为避免火焰的不规范,1881年在巴黎的首届国际电气协会(国际电工委员会即IEC的前身)上,对烛光做了严格规定,并批准它为光度的国际性单位。鉴于蜡烛火焰发光的稳定性和复现性差,后来就用有机燃料灯替代了蜡烛。随着白炽灯的发明,1909年美、英、法三国首先改用一组碳丝白炽灯来保存作为发光强度单位的“国际烛光”,符号为ic,从此结束了火焰光度时期。
白炽灯的稳定性较好,但复现性较差,于是有人建议用凝固过程中铂表面的发光强度作为标准。1937年国际计量委员会(CIPM)下设的光度咨询委员会首次会议决定,从1940年起使用“新烛光”:在铂凝固温度下全辐射体(黑体)的亮度为60新烛光/厘米2.1新烛光等于1/1.005国际烛光。由于第二次世界大战的影响,这个重要决定实际上推迟到1948年第9届国际计量大会(CGPM)才开始实施,并定名为坎德拉(拉丁文candela)以取代新烛光,从此结束了白炽灯光度时期。为严格起见,1967年第13届CGPM对坎德拉又稍做修正:在101325N/m2压力下,处于铂凝固温度(2045K)的黑体,其1/600000m2表面在垂直方向上的发光强度为1坎德拉(cd)。
中国计量科学研究院按此定义在1974年建立了国家黑体辐射光度基准,并相应建立了发光强度副基准和工作基准。国际上先后有9个国家建立了基准并进行过5次国际比对,结果表明各国的一致性并不理想,研制的费用和技术难度也较高,加上铂凝固点的值随着科技进步而多次变动,致使光和黑体辐射之间的关系变得不固定。另一方面,辐射测量技术却进展迅速,使得坎德拉的复现可以采用电替代辐射计(ESR),即可以建立在辐射度的基础上。于是,在1979年第16届CGPM上重新定义了坎德拉:发出频率为540×1012Hz,给定方向上辐射强度为1/683 W.sr-1的光源,在此方向上的发光强度为1坎德拉(cd)。从此结束了铂点黑体光度时期。
这是一个开放性的定义,它允许以多种方式复现坎德拉。我国复现的方法是用一套性能稳定的电校准绝对辐射计,配上明视觉光谱光效率函数V(λ)修正滤光器,构成一组光谱响应度与V(λ)一致的基准接受器。用这组基准接受器,测定一组光强副基准灯的发光强度,然后由副基准灯将发光强度传递到工作基准灯组。1985年,我国参加了国际计量局(BIPM)组织的光度国际比对,结果表明新复现的发光强度单位量值比国际平均值大0.2%,而光通量单位量值则大0.4%,因而基本上是一致的。通过比对,BIPM保持的新的国际平均坎德拉比1961年的国际平均坎德拉小1%,而流明则比1952年的大0.7%。
1987年1月,BIPM调整了所保持的坎德拉和流明的量值。我国在1993年1月,对光辐射计量单位量值也做了相应调整,以便与国际上保持一致,并有利于消除国际贸易中的技术壁垒。