光学实验报告

1光学实验报告实验一：6号楼201课室室内工作面照度分布1.实验目的：通过测量工作面的照度，进行照度分析并绘制等照度曲线分布图。分析课室201室内照度情况。2实验步骤：（1）、将课室进行分区，每个分区定多个测点；（2）、分别在天然采光（全阴天）和室内照明（晚上室内开灯）的情况下测量每个测点的照度并记录；（3）、整理数据，求每个测点照度的平均值；（4）、分别绘制天然采光和室内照明时室内的工作面照度分布图（图2-1和图2-3）以及等照度曲线分布图（图2-2）；（5）分析结果，得出结论。3实验结果：天然采光测试时间：5月24日15:30测试：郭群峰室内照明测试时间：5月24日20:30记录：彭悦天然采光室内工作面照度（图1-1）天然采光室内工作面等照度曲线分布图（图1-2）2室内照明室内工作面照度室内灯具分布图4.实验数据分析：（1）天然采光条件下课室201采光较差，工作面子照度没有达到规定的照度要求。照度随着教室往北方向进深的加深，照度越来越低。（2）实验数据表明在室内照明情况下，两灯具之间的部分照度较大，而位于两侧窗边的区域由于只存在一处灯具，因此照度相对较小。总体来说教室达到要求照度，且灯具布置合理，使教室照度分布均匀，暗角情况出现较少。（3）教室虽然两面采光，但是只有南面窗是直接采光，北面窗外还有一条走廊，因此这部分窗属于间接采光，所以相对靠近北窗的照度较小。5实验结论:天然采光：（1）在没有开天窗的情况下，对于天然采光照射下，室内照度直接受侧光的影响。此时主要是室外照度以及窗的透射比决定室内照度。所以窗的朝向变得重要，查找资料可以发现，南方地区一般是南北采光，尽可能多让室内获得更多的采光量。（2）周边建筑的与主体建筑的间距，以及周边建筑的高度也决定着室内的照度，由于室外遮挡物的遮挡情况，因为到达室内的光线将受到影响。所以在建筑设计的时候需要考虑一定的周边建筑设计规范。室内照明：（1）在室内照明情况下，室内的照度主要取决于灯具的分布。课室采用了冷光灯，不仅仅考虑到对人眼的影响，同时采用无直接照明方式，对于这个大空间具有较好的效果。使每一处都能被灯源发射的光所辐射到。3实验二：6号楼201课室室内主要表面的反射比1.实验目的：对课室201室内主要反射面的反射比进行测量，研究物体表面反射比相关因素，同时探究室内存在的反光问题，并分析各表面反射情况对室内工作人的影响。2.实验步骤：(1)、选定不同的被测物体，对被测物体表面进行分区并在分区内定3个测点；（2）、测量测点的入射光的照度Ei及反射光的照度Eρ并记录；（3）、整理数据计算ρ，并求平均值；（4）、分析结果，得出结论。3．实验所得数据201课室物体表面反射比物体墙位置左中右测点ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢEρ(lx)50.5060.5052.7050.5060.5052.7044.9043.3022.80Ei(lx)77.0081.2067.9077.4081.2067.9047.5053.7025.40ρ=Eρ/Ei0.660.750.780.650.750.780.950.810.90平均值0.730.720.88物体黑板位置左中右测点ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢEρ(lx)23.6024.2022.6022.3022.4018.808.417.8616.47Ei(lx)100.40114.00114.8088.6087.6082.6083.2085.2077.50ρ=Eρ/Ei0.240.210.200.250.260.230.100.090.21平均值0.210.250.14物体桌子位置前排桌中间桌后排光滑桌测点ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ4Eρ(lx)20.2021.6018.0714.8718.8716.5710.6013.4615.87Ei(lx)29.1041.3048.1026.0038.3039.3033.5024.6050.30ρ=Eρ/Ei0.690.520.380.570.490.420.320.550.32平均值0.530.500.394.实验数据分析:(1)所选择的物体反射面中墙体光反射系数最大，其次是桌面，黑板的反射系数最小。墙体为白色物体，对光的吸收率最小，反射能力最强，因此对光的反射系数也就越大；黑板属于黑色物体，对光的吸收能力最强，反射能力最弱，因此对光的反射系数最小；（2）物体的表现的反射系数除了跟颜色有关，同时跟物体表面的光滑程度有关。桌子为表现粗糙的棕色物体，它的反射系数介于墙体和黑板之间。同一位置不同部位，也就是粗糙程度不同的表面，光的反射比不同。（2）物体表面的反射系数与其位置也有一定的关系，同一物体不同位置的不同部位光反射系数不同。5.实验结论：（1）反射比：黑色物体表现对光的反射系数最小，白色物体表现对光的反射系数最大。粗糙表面物体对光的反射系数较小，光滑的物体对光的反射系数最大。（2）眩光问题：室内基本达到要求，黑板局部出现反光过强，使部分同学不能看清楚黑板的内容。6.思考与讨论：(1)对于教室的里的黑板，由于太过于光滑，常常出现反光过强而导致课室里的学生无法看清楚黑板，这与两个因素有关，一是黑板自身的反光系数，二是黑板的位置。a.黑板为黑色的物体，我们能够看到它是通过光的反射，所以黑板的反射系数要高，使在正常情况下，学生都能清楚地看到黑板上的内容。在满足颜色的条件下，只能使其表现光滑达到高的反光系数。b．在保证足够的反光系数的同时，黑板的入射光量非常重要，因为入射光越大，反射光量也就越大，大到一定程度，同时与人眼形成恰好的反射光角度，此时便出现了眩光问题。因此黑板的位置考虑是关键。（课室201的教室由于南面采光量较大，黑板的位置靠近南窗）（2）室内各个物体表面的反射情况组合需要达到一个平衡。室内若是各种反射情况混合在一起，不能达到一个较好的平衡点，那么会对室内人工作情况造成一定影响。5实验三：6号楼201课室室内各种窗表面的透射比1.实验目的：研究课室201各种窗表面透射情况，分析室内照度影响因素。2.实验步骤：(1)、选定不同的被测物体，对被测物体表面进行分区并在分区内定3个测点；（2）、测量测点的入射光的照度Ei及反射光的照度Ei并记录；（3）、整理数据计算I，并求平均值；（4）、分析结果，得出结论。201课室窗玻璃光透射比窗窗1窗2窗3测点ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢEo(lx)1,398.01,325.01,327.01,456.01,448.01,443.01,656.01,401.01,663.0Ei（lx)2,347.02,232.02,220.02,315.02,243.02,825.02,500.02,318.02,478.0I0.600.590.600.630.650.510.660.600.67平均值0.600.600.65总评均值0.62窗高窗1高窗2高窗3测点ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢEo(lx)132.5102.273.2219.0227.0233.0321.0312.0278.0Ei（lx)153.1140.388.2253.0271.0275.0367.0396.0312.0I0.870.730.830.870.840.850.870.790.89平均值0.810.850.85总评均值0.84窗磨砂窗1磨砂窗2磨砂窗3测点ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ63.实验结论：课室201高窗的透射率最大，有窗纸的窗透射率最小。4.思考讨论：在课室内有窗纸的窗的位置，室外照度最大，若改换成普通玻璃窗，室内照度也是最大的，因此此处室内的照度比较大，所以此处不应大面积开窗，造成室内太晒现象，而影响课室内的人学习。Eo(lx)61.957.161.7192.4188.6168.4209.0227.0231.0Ei（lx)93.486.286.2278.0270.0253.0307.0325.0309.0I0.660.660.720.690.700.670.680.700.75平均值0.680.690.71总评均值0.69窗有窗纸的窗测点ⅠⅡⅢEo(lx)1,480.01,464.01,307.0Ei（lx)2,745.02,731.02,390.0I0.540.540.55平均值0.547实验四：6号楼201课室室内各表面亮度分布1.实验目的：学习使用亮度计，研究课室201的室内亮度分布情况以及人眼对不室内不同物体的视觉感受。2.实验步骤：（1）选择室内各个表面其具有代表性的测点，分别在天然采光和室内照明的情况下测量室内照度分布。（2）所测数据如下：测点分布图窗亮度分布测点1234567亮度（lx）天然采光175.7212124.5168.269.671.368.4室内照明8.626.6514.9625.319.5410.6611.4黑板亮度分布位置ⅠⅡ测点①②③①②③亮度（lx）天然采光3.923.653.754.474.383.66室内照明12.89.69.511.6211.798.47位置Ⅲ测点①②③亮度（lx）天然采光3.843.483.49室内照明15.611.048.498墙面亮度分布测点123456亮度（lx）天然采光17.984.56.587.887.637.81室内照明41.248.4106.1124.4133.7110.6测点7891011亮度（lx）天然采光8.777.697.898.888.79室内照明123.9134.7102.6110.1109.1天顶亮度分布位置梁Ⅰ梁Ⅱ测点①②③①②③亮度（lx）天然采光14.5118.3619.513.924.083.49室内照明7.38.829.749.627.928.87位置天花Ⅰ天花Ⅱ测点①②③①②③亮度（lx）天然采光3.252.82.554.234.444.4室内照明5.166.026.7310.1810.2511.61桌面亮度分布位置ⅠⅡ测点①②③①②③亮度（lx）天然采光14.5118.3619.513.294.083.49室内照明21.222.824.246.549.139.7位置ⅢⅣ测点①②③①②③亮度（lx）天然采光3.252.82.54.234.444.4室内照明29.127.624.530.736.529.4位置Ⅴ测点①②③亮度（lx）天然采光3.163.093.06室内照明25.82631.13.实验分析：（1）对于同一照度下的不同的物体其亮度不同。（2）对于同一照度下，相同物体不同面积大小的情况，其亮度不同。4.实验结论：(1)由于人眼的视觉效果的差异，对不同物体的感受不同。对同一照度下，不同9物体其亮度不同。（2）对于相同照度下，同样的物体不同面积区域大小，其亮度也不同。（3）物体表面亮度与环境下的照度以及物体表面积大小有关。实验五：6号楼201课室室内采光计算1.实验目的：通过测量6号楼201课室室内，计算课室室内采光系数。结合前面各组实验所得结果分析课室201采光情况。室内采光系数计算公式：Cmin=C`d·Kc·K`ρ·K`τ·Kw·Kf2.实验步骤：（1）、测量201课室相关尺寸；（2）、测量并计算室内各表面的反射比；（3）、估算室外建筑遮挡；（4）、计算采光计算值；（5）、对比分析201课室采光是否符合标准。实验测量结果如下图201课室室内尺寸（图1-1）10τ普通×A普通+τ磨砂×A磨砂A普通+A磨砂3.数据处理计算：C`d：测量得201课室室内尺寸，L=16.4mb=10.01mB=50.6mhc=18.0m。计算得：L/b=1.6B/hc=2.8。查表得：C`d=1.3%Kc：测量计算得：Ʃbc=10.1mL=16.4mKc=Ʃbc/L=0.619K`ρ：ρ墙=0.75ρ地=0.2ρ天顶=0.19由实验室内亮度分布和窗玻璃透射比实验可得：由公式ρ=πL/E可得窗玻璃反射比系数平均值ρ窗=0.27ρ=0.5B/hc=3查表得：k`ρ=2.1K`τ:查表得τc=0.6τw=0.75τ普通=0.78A普通=16.17τ磨砂=0.55τ磨砂=3.5求普通玻璃和磨砂玻璃的透射系数平均值τ==0.74K`τ=τc×τw×τ=0.35Kw：B/hc=3