FOTOME~1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej


Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię Kadłubowski Krzysztof

studenta:

Instytut i symbol grupy Ed 3.5

Data wykonania ćwiczenia:

Symbol ćwiczenia: 6.1

Temat zadania: Pomiar względnej światłości żarówek elektrycznych.

Zaliczenie:

Ocena:

Data:

Podpis

1.Tabela pomiarów:

Lp.

1

2

1

100

568

-

-

900

468

332

0.50

2

100

569

-

-

900

469

331

0.50

3

100

576

-

-

900

476

324

0.46

4

100

574

-

-

900

474

326

0.47

5

100

573

-

-

900

473

327

0.48

0.48

6

100

580

-

-

900

480

320

0.44

7

100

571

-

-

900

471

329

0.49

8

100

576

-

-

900

476

324

0.46

9

100

570

-

-

900

470

330

0.49

10

100

573

-

-

900

473

327

0.48

1

100

651

653

652

900

552

248

0.20

2

100

531

534

533

800

433

267

0.38

3

100

493

488

491

750

391

259

0.44

0.38

4

100

456

452

454

700

354

246

0.48

5

100

433

438

436

650

336

214

0.41

Przy badaniu żarówki nr 3 (górna część tabeli) żarówka wzorcowa i badana zajmowały stałe położenie na ławie fotometrycznej, natomiast zmieniało się położenie fotometru.

W powyższym przypadku dokonano 10-ciu pomiarów położenia fotometru.

Przy badaniu żarówki nr 4 (dolna część tabeli) żarówka wzorcowa zajmowała stałe miejsce, natomiast żarówka badana i fotometr zmieniały położenie. W tym przypadku dla każdego położenia żarówki badanej określono dwukrotnie położenie fotometru.

2.Obliczenia:

Dla każdego z pomiarów (z pierwszej części tabeli) obliczamy:

0,5 0,5

0,46 0,47

0,48 0,44

0,49 0,46

0,49 0,48

Dla pomiarów w drugiej części tabeli obliczamy:

Dla każdego z pomiarów obliczamy:

0,20 0,38 0,44

0,48 0,41

.

3.Część teoretyczna:

Fotometria jest działem optyki fizycznej i zajmuje się badaniem wielkości świetlnych, charakteryzujących procesy promieniowania i rozchodzenia się światła. Światłem według optyki fizycznej nazywamy pewien zakres promieniowania elektromagnetycznego, emitowanego przez wzbudzone atomy lub cząstki.

Do pomiaru wielkości fotometrycznych służą przyrządy zwane fotometrami wizualnymi jak również fotometrami obiektywnymi (densymetry, nefelometry, kolorymetry). Przy użyciu fotometrów wizualnych pomiar polega na porównywaniu wzrokowym oświetlenia dwóch powierzchni oświetlonych dwoma źródłami światła. W fotometrach obiektywnych stosowane są odbiorniki promieniowania przekształcające energię świetlną na prąd elektryczny lub klisze fotograficzne, naświetlane badanym i wzorcowym światłem. Każdy fotometr wizualny składa się z obudowy O poczernionej od wewnątrz w celu wyeliminowania niepożądanych odblasków, dwóch płytek o białych, zmatowionych powierzchniach S, układu pryzmatów P, skierowujących porównywane strumienie świetlne ze źródła wzorcowego i badanego do oka. W okularze fotometru widzimy dwie części świecące graniczące ze sobą - dla łatwiejszego porównania ich jasności.

Zasadniczo, pomiar przy pomocy fotometru umożliwia określenie światłości badanego źródła w określonym kierunku. Pomiar ten polega na porównywaniu światłości dwóch źródeł, z których jedno jest wzorcowe. Oko ludzkie jest jednak niezdolne do oceny stosunków dwóch światłości, może natomiast dosyć dokładnie ocenić równość jasności L dwóch sąsiadujących ze sobą powierzchni S, dobrze rozpraszających światło. Jeżeli powierzchnie te są jednakowe (w sensie struktury fizycznej), są oświetlone przez dwa punktowe źródła światła (o tej samej barwie) pod jednakowymi kątami oraz obserwujemy je pod jednakowymi kątami, to równość ich jasności i wymaga koniecznie równości oświetleń i . Możemy więc napisać, że: gdzie jest odległością środka głowicy fotometru od wzorcowego źródła światła, natomiast r jest odległością środka głowicy fotometru od badanego źródła.

Schemat fotometru użytego w ćwiczeniu:

Schemat wykonania ćwiczenia:

Podczas wykonywania pomiarów obserwujemy głowicę fotometryczną przez okular, i tak dobieramy jej położenie aby obie części koła w głowicy charakteryzowały się jednakową jasnością. Pomiary dokonano dla dwóch żarówek, dla których sposób pomiaru opisany został w punkcie pierwszym.

5.Opracowanie wyników pomiaru:

Dla żarówki nr 3 zastosowano metodę Gaussa w celu oszacowania błędów pomiaru:

Lp.

1

468

332

-5

5

25

25

2

469

331

-4

4

16

16

3

476

324

3

-3

9

9

4

474

326

1

-1

1

1

5

473

327

0

0

0

6

480

320

7

-7

49

49

7

471

329

-2

2

4

4

8

476

324

3

-3

9

9

9

470

330

-3

3

9

9

10

473

327

0

0

0

0

Średni błąd kwadratowy pojedynczego pomiaru:

- pomiary wykonano prawidłowo (brak błędów grubych)

Średni błąd kwadratowy średniej:

Średni błąd kwadratowy pomiaru względnej światłości badanej żarówki:

Błąd ten obliczamy według wzoru:

, gdzie funkcja dana jest wzorem:

Korzystając z kryterium jednosigmowego : otrzymujemy wartość względnej światłości badanej żarówki równą . Oznacza to, że w podanym przedziale można oczekiwać wartości rzeczywistej względnej światłości z prawdopodobieństwem 68,3%.

Stosując kryterium trzysigmowe otrzymamy: . Wartość względnej światłości badanej żarówki wynosi więc: . Oznacza to, że w podanym przedziale można oczekiwać wartości rzeczywistej względnej światłości z prawdopodobieństwem 99,7%.

Badając względną światłość żarówki nr 4 rachunek błędów opierać się będzie na wyznaczeniu względnego błędu maksymalnego.

Przyjmując: za błędy bezpośredniego pomiaru odległości , których wartość stanowi najmniejszą działkę na skali ławy optycznej.

Podstawiając wartości otrzymujemy:

Błąd względny maksymalny pomiaru względnej światłości żarówki nr 4 wynosi więc: 0,015.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyznaczanie współczynnika osłabienia oraz energii maksymal(2), Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej
ATOM2 ~1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
E2 1mix, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej_
Wyznaczanie wspó czynnika lepko ci cieczy metod Ostwalda, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Polit
J9.1-1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
14.1 b, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
6.2 a, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
BAZADA~1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
OPT3 2~1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
O 3 2 , Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Wyznaczanie napięcia zapłonu i gaśnięcia lamp y jarzeniowej, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej P
11.1 c, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Wyznaczanie długości fal świetlnych przepuszczanych przez (2), Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej
ATOM9 1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
2.1, 2.1 f, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Magnetyczne mnożniki częstotliwości v8, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

więcej podobnych podstron