積分球

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積分球是全國科學技術名詞審定委員會公布的一個科技名詞。

漢字作為一種形、音、義三位一體的符號系統，源於日月鳥獸之形，作為中華文明之標誌，連接中華民族的歷史、現在和未來，方正之間充滿美感。

目錄

名詞解釋

積分球是一個內壁塗有白色漫反射材料的空腔球體，又稱光度球，光通球等。 球壁上開一個或幾個窗孔，用作進光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內壁應是良好的球面，通常要求它相對於理想球面的偏差應不大於內徑的0.2%。球內壁上塗以理想的漫反射材料，也就是漫反射係數接近於1的材料。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇，將它和膠質粘合劑混合均勻後，噴塗在內壁上。氧化鎂塗層在可見光譜範圍內的光譜反射比都在99%以上，這樣，進入積分球的光經過內壁塗層多次反射，在內壁上形成均勻照度。為獲得較高的測量準確度，積分球的開孔比應儘可能小。開孔比定義為積分球開孔處的球面積與整個球內壁面積之比。

積分球的塗層

積分球內壁塗層反射率ρ(λ)和積分球等效透過率τ(λ)是積分球最重要的質量指標。

反射率：在給定方向照射下，物體反射到球空間的輻射通量與入射物體表面輻射通量之比

積分球的擋光板

光源通常放在球中心，擋光板介於燈與窗口之間，擋屏的作用是使燈發出的光線不能直接到達球壁AB處，同時球壁ED處的漫反射光線也不能直接經過窗口射向光探測器。為了使光探測的測量值準確並接近人眼視覺函數，除要求探測器具有良好的線性響應之外，還需要在前面加裝V(λ)濾光器。

光學

光學(optics)，是研究光（電磁波）的行為和性質，以及光和物質相互作用的物理學科。傳統的光學只研究可見光，現代光學已擴展到對全波段電磁波的研究。光是一種電磁波，在物理學中，電磁波由電動力學中的麥克斯韋方程組描述；同時，光具有波粒二象性，需要用量子力學表達。

學科發現

光學的起源在西方很早就有光學知識的記載，歐幾里得(Euclid，公元前約330～260)的<反射光學>(Catoptrica)研究了光的反射；阿拉伯學者阿勒·哈增(AI-Hazen，965～1038)寫過一部<光學全書>，討論了許多光學的現象。

歷史發展

光學是一門有悠久歷史的學科，它的發展史可追溯到2000多年前。

人類對光的研究，最初主要是試圖回答「人怎麼能看見周圍的物體？」之類問題。約在公元前400多年(先秦時代)，中國的《墨經》中記錄了世界上最早的光學知識。它有八條關於光學的記載，敘述影的定義和生成，光的直線傳播性和針孔成像，並且以嚴謹的文字討論了在平面鏡、凹球面鏡和凸球面鏡中物和像的關係。

自《墨經》開始，公元11世紀阿拉伯人伊本·海賽木發明透鏡；公元1590年到17世紀初，詹森和李普希同時獨立地發明顯微鏡；一直到17世紀上半葉，才由斯涅耳和笛卡兒將光的反射和折射的觀察結果，歸結為今天大家所慣用的反射定律和折射定律。

積分球的作用與原理

一般而言，光學擴散片在小心使用下，可降低測量時因探測器上的入射光源不均勻分布或光束偏移所造成的微小誤差，因此可以提高測量的準確性。但是在精密的測量時，就必須使用積分球作為光學擴散器使得上述的誤差最小。

積分球可用於測試光源的光通量，色溫，光效等參數。

積分球的基本原理是光通過採樣口被積分球收集，在積分球內部經過多次反射後非常均勻地散射在積分球內部。使用積分球來測量光通量時，可使得測量結果更為可靠，積分球可降低並除去由光線地形狀、發散角度、及探測器上不同位置地響應度差異所造成地測量誤差。

積分

1.理想積分球原理

理想積分球的條件：

A、積分球地內表面為一完整地幾何球面，半徑處處相等；

B、球內壁是中性均勻漫射面，對於各種波長的入射光線具有相同的漫反射比；

C、球內沒有任何物體，光源也看作只發光而沒有實物的抽象光源。

2.影響積分球測量精度的因素：

A、球內壁是均勻的理想漫射層，服從朗伯定則；

B、球內壁各點的反射率相等；

C、球內壁白色塗層的漫射是中性的；

D、球半徑處處相等，球內除燈外無其他物體存在；

E、窗口材料是中性的，其E符合照度的餘弦定則，實際情況與理想條件不符合會帶來測量誤差，故需修正。

分類解析

高等物理光學分類

（1）幾何光學

（2）物理光學

（3）量子光學

初等物理分類

（1）初中階段：幾何光學

（2）高中階段：幾何光學、物理光學

（3）說明：一般生活中提到的光學就是高中階段的分類標準。