文档介绍：建筑物理
——光学实验报告
实验一:材料的光反射比、透射比测量
实验二:采光系数测量
实验三:室内照明实测
实验小组成员:
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指导老师:
日期:2013年12月3日星期二
实验一、材料的光反射比和光透射比测量
实验目的与要求
室内表面的反射性能和采光口中窗玻璃的透光性能都会直接或间接的影响室内光环境的好坏,因此,在试验现场采光实测时,有必要对室内各表面材料的光反射比,采光口中透光材料的过透射比进行实测。
通过实验,了解材料的光学性质,对光反射比、透射比有一巨象的数值概念,掌握测量方法和注意事项。
实验原理和试验方法
(一)、光反射比的实验原理、测量内容和测量方法
光反射比测量方法分为直接测量方法和间接测量法,直接测量法是指用样板比较和光反射比仪直接得出光反射比;间接法是通过被测表面的照度和亮度得出漫反射面的光反射比。下面是间接测量法。
实验原理
用照度计测量:
根据光反射比的定义:光反射比P是投射到某一材料表面反射出来的光通量与被该光源的光通量的比值,即:
P=φP/φ
因为测量时将使用同一照度计,其受光面积相等,且,所以对于定向反射的表面,我们可以用上述代入式,整理后得:
P=EP/E
对于均匀扩散材料也可以近似的用上述式。
可知只要测出材料表面入射光照度E和材料反射光照度Ep,即可计算出其反射比。
用照度计和亮度计测量
用照度计和亮度计分别测量被测表面的照度E和亮度L后按下式计算
P=πL/E
式中:L---被测表面的亮度,cd/m2;
E—被测表面的照度,lx 。
要求测量室内桌面、墙面、墙裙、黑板、地面的光反射比。每种材料面随机取3个点测量3次,然后取其平均值。
①将照度计电源(POWER)开关拨至“ON”,检查电池,如果仪器显示窗出现“BATT”字样,则需要换电池;
②将光接收器盖取下,将其光敏表面放在待测处,再将量程(RANGE)开关拨至适当位置,例如,拨在×1挡,测量的仪器显示值乘以量程因子即为测量结果。另有一种自动量程照度计,数字显示中的小数点随照度的大小不同而自动移位,只需将所显示的数字乘以量程因子即为测量结果(单位:lx)。有的照度计为自动量程,直接读取照度计数字即为测量结果。
③在稳定光源下,将光接收器背面紧贴被测表面,测其入射照度E;然后将光接收器感光面对准被测表面的同一位置,逐渐平移光接收器平行离开测点,照度值逐渐增大并趋于稳定(约300mm左右),读取反射照度值Ep,即可计算出光反射比ρ;
④测量时尽量缩短入射照度和反光照度间的时间间隔,并尽可能的保持周围光环境的一致性。测量人尽量穿深色衣服。
(二)、光透射比的实验原理、测量内容和测量方法
根据光透射比的定义:光透射比是透过某一透光材料的光通量与透过该光源的光通量的比值,即:
r = φr /φ
与测量光反射比的道理相同,上述式同样可以变化为:
r =Er /E
用照度计测量透光材料的透射光照度和同一轴线上入射光照度便可计算出盖材料的光透射比r 。
实验内容:测量教室内光玻璃透射比,随机的取3点,共测量三次,然后取平均值。
试验方法
①将照度计电源(POWER)开关拨至“ON”,检查电池,如果仪器显示窗出现“BATT”字样,则需要换电池。
②将光接收器盖取下,将其光敏表面放在待测处,再将量程(RANGE)开关拨至适当位置。
③选择无直射阳光照射窗口,如北向窗口,将照度计的光接收器的感光面对准窗外。紧贴透光材料两侧同一轴线上,分别测出Ei和Er,则利用公式 r =Er /E 便可计算出光透射比。
图3 用照度计测定材料的透光系数
图2 用照度计测定材料表面反射系数
数据记录与整理
实验测量地点:
华中科技大学西十二教学楼S111教室
测量数据如下:
光反射比测量记录表
读数\测点
1
2
Ep
E
P
P¯
Ep
E
P
P¯
地面
1
368
1104
2
369
1133
3
369
1168
157
读数\测点
3
Ep
E
P
P¯
地面
1
123
397
2
114
420
3
120
414
读数\测点
1
2
Ep
E
P
P¯
Ep
E
P
P¯
黑板
1
104
239