实验一、太阳辐射、光照强度和日照百分率的测定1

一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，掌握光照强度测定的基本原理和方法，提高对光照强度检测仪器的操作技能，了解不同环境下的光照强度分布，为后续相关课程的学习和研究打下基础。

二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XX大学物理实验室四、实训内容1. 光照强度基本原理学习2. 光照强度检测仪器操作3. 不同环境光照强度测定4. 数据分析及结果讨论五、实训过程1. 光照强度基本原理学习在实训开始前，我们对光照强度的基本原理进行了学习。

光照强度是指单位面积上所接受的光能，通常用勒克斯（lx）作为单位。

光照强度与光源的功率、距离、角度等因素有关。

2. 光照强度检测仪器操作实训过程中，我们学习了使用光照强度检测仪器的操作方法。

该仪器主要由光源、光电转换器和显示单元组成。

操作步骤如下：（1）打开仪器电源，预热10分钟；（2）调整仪器的测量角度，使其与被测物体表面垂直；（3）将仪器放置在待测位置，读取显示单元上的数据；（4）根据实际需要，调整测量距离和角度，重复步骤（3）。

3. 不同环境光照强度测定为了了解不同环境下的光照强度分布，我们分别在以下环境进行了光照强度测定：（1）室内自然光环境；（2）室内人工照明环境；（3）室外阳光直射环境；（4）室外阴天环境。

4. 数据分析及结果讨论在完成不同环境下的光照强度测定后，我们对所获得的数据进行了分析。

分析内容包括：（1）不同环境下光照强度的平均值；（2）不同环境下光照强度的标准差；（3）不同环境下光照强度的变化趋势。

六、实训结果1. 室内自然光环境：平均光照强度为500lx，标准差为100lx；2. 室内人工照明环境：平均光照强度为300lx，标准差为50lx；3. 室外阳光直射环境：平均光照强度为10,000lx，标准差为2,000lx；4. 室外阴天环境：平均光照强度为2,000lx，标准差为500lx。

七、实训总结通过本次实训，我们掌握了光照强度测定的基本原理和方法，了解了不同环境下的光照强度分布。

,.建筑物理实验报告班级：姓名：学号：指导教师：建筑物理实验室2013年10月实验日期：小组成员：学生成绩：实验题目：建筑日照实验实验目的：通过日照仪可直接获得任意地点、任意日期、任意时刻的太阳高度角和方位角；也可在日照仪上直接绘制棒影图；对造型较为复杂的建筑模型单体或群体进行直观的实验，观察该地、该日，建筑周围的阴影变化情况。

室内日照时间、日照面积以及遮阳板遮蔽情况。

也可用来观察建筑物朝向与间距的关系，用以研究日照设计问题。

实验内容：1.测试某地区某日的日出时间、日没时间，以及每隔一小时太阳的高度角和方位角。

2.绘制某地区夏至日、春秋分、冬至日的日照棒影图。

3.测试两栋建筑模型之间的相互遮挡情况及日照时间。

实验步骤：棒影调零:将纬度盘刻度置于零点，时间刻度盘置于12点，赤纬度刻度盘（即季节表）位于3月21春分/9月22秋分的日期位置上，同时锁紧两端旋钮以固定该位置。

挪动日照仪位置，使棒影处于无影状态。

2.松开锁紧的旋钮，调节纬度盘、赤纬度盘，调到要测的地理纬度和日期，再锁紧旋钮。

松开时间刻度盘旋钮，转动支架，可测出不同时间的日照情况，直接在地平面上铺纸绘制棒影图。

实验测试表格及简单说明：实验结果分析及结论：夏至日太阳高度最大，冬至日最小；冬至日白昼时间短，夏至日白昼时间长；通过实验，我们利用棒影图可以分析出所测地区的建筑物的阴影区和日照区，也可以确定建筑物受日照时间和所采用的遮阳尺寸，从而确定建筑物的准确朝向和建筑物间距的选择实验对你的启发：这次日照实验对于我来说收获良多具体如下1.动手能力对于需要精确数据的实验、作业、甚至工作生活都是极其重要的，只有不断锻炼，提高自己的动手能力，才能保质保量的完成任务2.团队的力量是不容忽视的。

有些事情与个人能力的高与低没有太大关系，只要团队中的每个人员能够了解自己的定位，各司其职，各自发挥自己的特长，才能为整个团队奉献出完美的一块拼图，最后完善整项工作。

3.前期的准备对于实验的完成非常重要。

气象学实验指导书王彬、马元丹编浙江农林大学2014年10月目录实验一辐射、日照时数的观测 (3)实验二温度的观测 (6)实验三空气湿度的测定 (9)实验四气压和风的观测 (12)实验一辐射、日照时数的观测【实验目的】通过实验了解测定辐射强度和日照数的仪器及其观测原理，掌握测定辐射强度与日照时数方法。

【实验仪器】总辐射表、直接辐射表、散射辐射表、净辐射表、暗筒式日照计等。

【实验内容】1气象辐射量：（1）太阳短波辐射：总辐射：水平面上，天空2π立体角所接收的太阳直接辐射和短波散射辐射之和。

短波反射辐射：总辐射到达地面后被下垫面向上反射的那部分短波辐射。

（2）地球长波辐射：大气长波辐射：大气以长波形式向下发射的那部分辐射地面长波辐射：地球表面以长波形式向上发射的辐射（3）全辐射：短波辐射与长波辐射之和（4）净全辐射：太阳与大气向下发射全辐射和地面向上发射的全辐射之差值。

2辐射强度测量原理：使用的辐射传感器一般都为热电型，传感器由感应面和热电堆组成。

当感应面吸收辐射能而增热时，使下部的热电堆两端形成温度差，热电堆产生电动势。

当辐照度E越强，热电堆两端的温差就越大，输出的电动势V也就越大，他们的关系基本是线性的。

V=KE3辐射强度观测：辐射联合支架上辐射表的安装位置图短波总辐射表直接辐射表散射辐射表净全辐射表4日照时数的观测日照时数：定义为太阳直接辐射辐照度达到或超过120W/m-2的各段时间的总和，以小时为单位，取一位小数。

日照时数主要应用于表征当地气候，描述过去天气状况等。

可照时数：只在无任何遮蔽件下，太阳从某地东方地平线到进入西方地平线，其光线照射到地面所经历的时间。

日照百分比=（日照时数/可照时数）×100%5日照计的安装：日照计应安装在东南西三面无障碍物，终年从日出到日没阳光均能照射的空旷地点，安装时底座应保持水平，底座的南北线与地理正北对准，使管口朝北，这样表明管筒轴在子午面内，在正午日光恰好从两个小孔同时进入筒内。

农业气象学实验指导实验一光照强度和日照时数的测定一、目的和要求了解测量太阳辐射、光照强度及日照时数的仪器及其测量原理，掌握光照强度以及日照时数的观测记录方法。

二、实验仪器1、光照强度的观测仪器：数字式照度计，用它测量可见光的光照度。

2、光照时间观测仪器：暗筒式日照计（又叫乔唐式）和聚焦式日照计两种。

用于太阳日照时数三、实验内容1、光照强度的观测真空中光电效应实验简图2、日照时数的观测①仪器构造：由金属圆筒、隔光板、纬度刻度盘和支架底座构成。

金属圆筒底端密闭，筒口带盖，筒的两侧各有一个进光小孔，两孔前后位置错开，与圆心的夹角为120，筒内附有压纸夹。

圆筒固定在支架上，松开固定螺钉可绕轴旋转，使圆筒轴与地平角为当地纬度，使太阳一年四季在南北纬度23.5变化时，就相当于在暗筒洞孔的垂直切面南北23.5范围内变化，故一年内太阳光照射时，光线都会落到暗筒内。

在春、秋分这两天阳光垂直筒身，感光线是一条垂直圆筒轴的直线，下半年阳光偏于北半球，感光线位于直线的下方，冬半年阳光偏于南半球，阳光迹线偏于直线上方。

②工作原理：暗筒式日照计是利用太阳光通过仪器上的小孔射入筒内，使涂有感光药剂的日照纸上留下感光迹线如图1.23，通过计算迹线的长度确定一日的日照时数，隔光板的边缘与小孔在同一个垂直面上，它使太阳光除了在正午有1-2min可以同时射入两孔外，其余时间光线只能从一孔射入筒内。

③仪器的安装：日照计要安装在开阔的、终年从日出到日没都能受到阳光照射的地方。

通常安装在观测场内或平台上，如安装在观测场内，首先埋设铁架(高度以便于观测为宜)，铁架顶部要安装一块水平而又牢固的台座，座面上要精确标出南北线，将日照计安装在铁架平台上，仪器底座要水平，筒口对准正北，并将日照计底座加以固定，然后转动筒身，使支架上的纬度记号线对准纬度盘上当地纬度值。

如观测场无适宜地点，可安置在平台或附近较高的建筑物上。

④日照计自记纸的涂药：日照计自记纸使用前需在暗处涂刷感光药剂，日照记录的准确性与否与涂药质量关系密切。

实验一太阳辐射和日照时数的观测一、目的要求1.了解TBS-2-1型直接辐射表、DFY4-1型总辐射表、PC-1型太阳辐射记录仪及暗筒式日照计等仪器的构造和原理。

2.学会上述仪器安置、测定和观测资料整理。

二、观测仪器、药品和材料TBS-2-1型直接辐射表、电机控制器、DFY4-1型总辐射表、遮光环、暗筒式日照计。

赤血盐（铁氰化钾）、枸橼酸铁铵(柠檬酸铁铵)，蒸馏水。

日照纸、量杯、天秤、脱脂棉、烧杯、毛笔、黑纸、气象常用表(3)。

三、实习内容与步骤（一）太阳辐射的观测和记录1.仪器的构造和原理测定太阳辐射通量的仪器有TBS-2-1型直接辐射表和DFY4-1型总辐射表。

这类仪器多属于热电型，即利用两种不同性质的感应面，由于吸收辐射能不同而产生温差，通过热电堆的作用，热能转换成电能，用PC-1型太阳辐射记录仪进行测定。

TBS-2-1型直接辐射表是一种自动跟踪太阳，测定太阳直接辐射的仪器。

该仪器主要由光筒和自动跟踪装置组成（见图1）。

光筒内部由七个光栏、内筒、石英玻璃、热电堆、干燥筒组成。

七个光栏是用来减小光筒内光反射和仪器内部空气的湍流；光栏的外部是内筒，内筒把光栏内部和外筒的干燥空气隔开，减小环境温度对热电堆的影响，在外筒上装置JGS3石英玻璃片，它可透过波长的辐射波，光筒的尾端装有干燥剂，以防止水汽凝结物的生成。

感应部分是快速反应的线绕电镀式热电堆组成，对着太阳一面涂有美国3M无光黑漆，它是热电堆的热结点，当有太阳光照时温度升高，它与背面的冷结点形成温差电势，该电势与太阳辐射强度成正比。

自动跟踪装置是由底板、纬度架、电机、导电环、蜗轮箱（用于太阳倾角调整）和电机控制器组成。

驱动的动力是由晶体振荡器控制的直流电机，电源为直流6V。

该电机精度高，24小时转角误差在度以内。

DFY4-1型总辐射表用于测量波长μm的太阳总辐射和反射辐射强度。

仪器感应主体由透光罩，感应器及干燥器等组成（见图2），透光罩是双层石英罩，可透射μm的太阳总辐射；感应器是康铜—铜制成的热电堆，黑体面积为16×16cm，热电堆将吸收的热能转化为电能，其电能大小与辐射强度成正比；干燥器内装硅胶，可以定期更换，仪器内部密封。

4太阳辐射照度实验（略）实验设备：辐射电流表、总辐射表、辐射热计实验原理：太阳辐射电流表是与太阳总辐射表配套使用的二次仪表，将其测得数据经过换算后，即为太阳辐射的瓦/平方米值。

其具有检测精度高，便携式设计，性能稳定，功能丰富等方面特点，是太阳能测试方面的理想工具。

该表用来测量光谱范围为0.3-3μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射,如加配遮光环可测量散射辐射。

因此，它可广泛应用于教学、太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。

仪器的工作原理基于热电效应。

在锰铜—康铜组成的热电堆上涂以炭黑及氧化镁，利用他们对太阳辐射热吸收系数的不同而造成热电堆冷、热端点的温差，形成热电势。

用辐射电流表测出其热电流强度，这个电流强度的大小与太阳辐射照度成正比。

辐射热计用于测量工作地点所接受到的单向辐射热强度。

实验方法：（1）在太阳直射辐射不被遮蔽的开阔处，安装好天空辐射表，调节底板上的三个螺钉，使仪器感应面成水平位置。

辐射电流表安装在天空辐射表的北面，其距离应使观测者读数时不遮挡天空辐射表。

（2）将天空辐射表的2根导线与辐射电流表的（+）、（-）端连接好，待仪器稳定后即可开始测量。

（3）测量总辐射照度时，把天空辐射表头部的金属罩取下，经40s后即可从电流表上读取数值；测散射辐射照度时，需用专用遮光板遮住太阳直射辐射，然后从电流表上读数；直射辐射照度可从同步测得的总辐射照度中减去散射辐射照度来求得。

（4）把上述辐射电流表上的数值按仪器使用说明书中的公式换算成辐射照度。

设备参数：辐射电流表测试范围：0～2000瓦/平方米检测精度：<±1瓦/平方米显示数值:小于200毫伏(液晶显示) 使用温度:-20～+50℃电池供电：DC:9V连续使用大于七天相对湿度：80%重量：小于600克总辐射表灵敏度：7～14mv／kw.m-2 响应时间：<35秒(99％)余弦响应：不大于±7％(太阳高度10°时) 年稳定度:不大于±2%温度系数：不大于±2％(-10℃～＋40℃) 光谱范围:0.3～3.2μm信号输出：0～20mv 非线性：±2％重量：2.5kg辐射热计量程：0-2kW/平方米分辨率：0.01kW/平方米标定精度：±5%实验报告要求：测量记录本地太阳能辐射强度。

气象学实验小结--气象学实验小结农业气象学实验报告姓名：罗意学号：XX2587日期：XX年9月地点：四川农业大学专业班级：农业资源与环境实验一、辐射与光照强度实验目的：1.了解天空辐射表的构造原理，掌握其使用方法2.了解净辐射表的结构构造，掌握其使用方法3.了解多探头照度计的构造原理，掌握其使用方法使用的仪器：实验内容与步骤：一、总辐射的测量1、天空辐射表的构造、原理：天空辐射表（总辐射表）由两部分组成，一部分是传感器，另一部分是电流计，两部分由电线连接。

天空辐射表是测定地平面上的太阳直接辐射、天空散射辐射和地面反射辐射仪器。

2、天空辐射表的安装、使用：用电线将传感器和电流表连接起来，传感器一端，电线末端的螺丝帽应扭紧，电流表一端，红色黑色线头应接在电流表对应颜色的电线孔中。

测定时，将传感器平置于架子上，并避免被遮挡物挡住光线，然后拿起电流计并离传感器一定距离，避免光线被挡，然后打开电源开关，待3-5秒后读出电流计上的视数。

3、观测与记录：观测时拿起电流计并离传感器一定距离，避免光线被挡，然后打开电源开关，待3-5秒后读出电流计上的视数并记录在记录纸上，并根据电流表上的转换公式（辐射瞬时值二显示值X1000/灵敏度系数）计算出辐射值并记录在记录纸上。

读数完毕后关闭电源。

此次实验一共测定六次，每次测定时间间隔为四十分钟。

（测定数据见最后附表）二、净辐射量的测定1、净辐射表的构造、原理：净辐射表由两部分组成，一部分是传感器，另一部分是电流计，两部分由电线连接。

TBB-1净辐射表被用来测量太阳辐射及地面辐射的净差值。

它的测量范围为0.28—3卩m的短波辐射和3—50卩m的地球辐射。

净辐射表的工作原理为热电效应，感应部分是由康铜镀铜组成的热电堆，热电堆的外面紧贴着涂有无光黑漆的上下两个感应面，由于上下感应面吸收辐照度不同，因此热电堆两端产生温差，其输出电动势与感应面黑体所接收的辐照度差值成正比。

为了防止风的影响及保护感应面，该表装有即能透过长波辐射、又能透过短波辐射的聚乙烯薄膜罩。

实验一太阳能辐射实验一、实验目的1.掌握太阳总辐射、散射辐射、直接辐射、反射辐射的概念；2.掌握会用辐射表测量太阳的各种辐射值；3.掌握太阳能瞬时辐射量、累计辐射量的概念；4.掌握热量和功率的单位换算。

5．通过实验，能够更好的了解太阳光谱。

二、实验器材1.TBQ-2总辐射表，测量光谱范围280nm~3000nm；2.TBQ-4-5，五台辐射表，测量光谱范围分别为：280nm~3000nm；400nm~3000nm；500nm~3000nm；600nm~3000nm；700nm~3000nm；3.总辐射表TBL-1测量光谱范围3500nm~50000nm。

三、实验内容在晴天，太阳能辐射到地面上时，太阳能辐射强度可以用辐射表测量得出。

测量不同范围波长的辐射表可以用不同光谱波段的辐射表测量得出。

辐射表是通过一个滤光片，把某些光谱的光过滤掉，测量出的就是特定波长的光谱。

通过测量第1路~第10路的太阳能辐射瞬时值，并通过测量过程中所用时间，得出第1路~第10路太阳能辐射太阳能辐射的累计量。

最后求出总累积量。

各路太阳能辐射表所测范围：四、实验步骤1.在电脑上，各路辐射每循环一个周期，自动记录一次数据。

测试数据时，每循环5个周期，需要记录一次数据；五、实验数据记录及处理1.记录10次数据，并将得出的数据转换为热量（MJ/m2的单位）；2.根据实验所得数据，画出第1路、第7路、第8路、第9路、第10路的瞬时值与时间的坐标曲线；3.根据实验所得数据，画出第1路、第7路、第8路、第9路、第10路的太阳能累计辐射量与时间的坐标曲线；4.结合总辐射量数据，得出太阳光谱紫外光-紫光光谱（280nm~400nm）、蓝绿光光谱（400nm~500nm）、黄光光谱（500nm~600nm）及红光光谱（600nm~700nm）的太阳能辐射的瞬时值和累计值。

六、实验结论和分析1.验证太阳光谱在280nm~3000nm波段的能量分布是否符合书本上的结论；2.验证净辐射的值是否为直接辐射-反射辐射。

气象学实验报告班级：植保检11-1 姓名：李舒学号：实验一、太阳辐射、光照强度和日照时数测定一、实验目的1.掌握太阳天空辐射表的使用，正确观测太阳直接辐射辐射、散射辐射、净辐射2.掌握日照计的使用方法，正确光测光照强度3.掌握日照时数、日照百分率的计算二、实验器材天空辐射表、净辐射表、照度计、紫外线照度计、日照记录纸三、实验原理1.辐射表示通过感应部位黑白相间的感应器产生热效应，转化为电动势2.太阳直接辐射(S´m): 单位时间内以平行光形式投射到地表单位水平面积上的太阳辐射能。

3.散射辐射(Ｄ):太阳光线经大气散射后，单位时间内以散射光形式到达地表单位水平面积上的太阳辐射能（散射辐射）。

4.太阳总辐射(Q= S´m +Ｄ) : 太阳直接辐射和散射辐射之和，称为太阳总辐射。

5.地面净辐射(B)：单位时间内，单位面积地面所吸收的辐射与放出的辐射之差（也称为地面辐射差额）。

四、实验步骤与结果1.天空辐射表、净辐射表的观测、照度计的观测、紫外照度计的观测紫外线光照强度（uw/m2）1 271 285 302 3442302 275 301 286 299 1973 23 .1 267 276 334 387 259 从表1可以看出，图1 天空辐射、直接辐射、净辐射和散射辐射的时间变化规律图2 光照强度的时间变化规律图3 紫外线强度的时间变化规律2. 日照时数及光照百分率的计算（以雅安为例）（1）1993年9月23日的实照时数= h 。

（2）1993年9月23日的可照时数= 12hδ = sinＮº因1993年9月23日的Ｎ＝０，所以δ = sin0º＝0则这天的可照时数为12h日照百分率＝（／12）×100﹪＝﹪五、讨论1.天空辐射、直接辐射、散射辐射、净辐射的日变化由图1可知，天空辐射、直接辐射、净辐射从9点到15点大体上都呈先升高后降低的趋势，且在13点左右达到最大值。

实验一、太阳辐射及光照强度的观测实验目的：1.了解辐射表、多探头照度计的构造原理；掌握太阳总辐射、净辐射和光照强度的观测方法。

2.掌握太阳辐射传感器、多探头照度计测定太阳总辐射、净辐射和光照强度的原理和方法。

仪器、设备：TBQ-2天空辐射表、TBB-1净辐射表、太阳辐射电流表、ZDS-10F系列多探头自动换档数字式照度计、导线设备参数：TBB-1净辐射表灵敏度：9.124um/wm2〔白天〕、9.11um/wm2〔夜晚〕太阳辐射电流表：辐射瞬时值〔瓦/平方米〕=显示值×1000/灵敏度系数实验原理及步骤：一、太阳总辐射、净辐射的观测（一）TBQ-2天空辐射表原理及安装构造原理：μm的太阳总辐射，也可用来测量入射到斜面上的太阳辐射，如感应面向下可测量反射辐射，如加遮光环可测量散射辐射。

因此，它可广泛应用于太阳能利用、气象、农业、建筑材料老化及大气污染等部门做太阳辐射能量的测量。

TBB-1净辐射表用来测量太阳辐射及地面辐射的净差值。

它的测量范围为0.3～3μm的短波辐射和3～50μm的地球辐射。

TBQ-2天空辐射表的工作原理：该表为热电效应原理，感应元件采用绕线电镀式多接点热电堆，其外表涂有高吸收率的黑色涂层。

热接点在感应面上，而冷结点那么位于机体内，冷热接点产生温差电势。

在线性范围内，输出信号及太阳辐照度成正比。

为减小温度的影响那么配有温度补偿线路，为了防止环境对其性能的影响，那么用双层石英玻璃罩，罩是经过精细的光学冷加工磨制而成的。

2.TBQ-2天空辐射表的安装及使用：该表应安装在四周空旷，感应面以上没有任何障碍物的地方。

然后将辐射表电缆插头正对北方，调整好水平位置，将其牢结实定，再将总辐射表输出电缆及记录器相连接，即可观测。

最好将电缆结实地固定在安装架上，以减少断裂或在有风天发生间歇中断现象。

〔二〕TBB-1净辐射表原理及安装1.TBB-1净辐射表构造原理：TBB-1净辐射表用来测量太阳辐射及地面辐射的净差值。