氙灯暴晒效率计算
【摘要】本文的目的是为了计算出在氙灯中照射600小时时相当于在澳洲自然条件下暴晒多长时间。
已知：氙灯功率为1500W，氙灯灯管长度18cm，试样与氙灯近似平行，且试样距离氙灯灯体的距离为35cm。
求：试样在经过600小时暴晒后，所接受到的单位面积辐射当量是多少？
解：
在计算本题目前需要作如下三个假设：
第一， 灯管的发光效率为100%，即1500W的能量全部都是以光的形式释放出来的，不考虑转化成热能的那部分能量，即灯管所发出的光（包括紫外光、可见光和红外光）总能量为1500W。
第二， 假设灯所发出的光线都是沿着垂直于灯管的方向发出的，经过35cm的距离后垂直照射到试样表面，即布考虑那些以其他角度离开灯管和以其他角度照射到试样上光线的影响。
第三， 氙灯所发出的光在长度方向是是均匀分布的。
在进行了上述简化之后，就可以将暴晒示意图简化到如图1所示的情况，
图1 氙灯辐照示意图
图中氙灯灯管长18cm，试样距离氙灯距离为35cm
在本题初三个假设条件限定的情况下，灯管所发出的光的总能量是1500W，并且这些能量都均匀地分布在半径为35cm，高度为18cm的一个圆柱面上，这个圆柱面的面积的计算方法是：
S=2πR×H=2×3.14×35×18=3956.4（cm2）
当在这么大的面积上均匀地照射上总功率为1500W的光后，则单位面积上的辐射功率A即为：
A=P/S=1500/3956.4=0.379W/cm2
当经过600小时照射后，单位面积上所接受到的辐射总能量B为：
B=A×t=0.379×600×3600=818926.297J/cm2
（因为1小时=3600秒）
又由于1兰利=1卡路里/平方厘米=4.184J/cm2
所以在经过600小时照射后，试样单位面积上所接受到的总能量换算成兰利，用C表示：
C=B/4.184=818926.297/4.184=195728.082兰利=195.728千兰利。
又因为澳洲的平均辐射量为180~200千兰利/年，去平均值190千兰利/年，
则用氙灯照射600小时相当于澳洲照射的年数值（用D表示）为：
D=C/190000=195728.082/190000=1.03年，大致相当于1年零11天。
最终结论是：在氙灯中照射600小时，试样所接受的辐射量相当于在澳洲接受1年的太阳辐射所接受到的辐射量。
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