Ćwiczenie 41

Wyznaczanie natężenia nieznanego źródła światła za pomocą fotometru

I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania 1. Wielkości fotometryczne, jednostki.

2. Fotometry - zasada działania.

II. Wprowadzenie

Ustawiając w odpowiednich odległościach od fotometru F dwa źródła światła ( Z i Z x ) (rys. 1), z których natężenie jednego może być nieznane, doprowadzamy do zrównania oświetlenia obydwu części pola widzenia w fotometrze E = Ex (poprzez zmianę położenia fotometru).

Z

Z

F

x

r

rx

Rys. 1. Schemat układu pomiarowego do wyznaczania natężenia nieznanego źródła światła Ze znajomości natężenia jednego ze źródeł światła I oraz obydwu odległości r i x

r wyliczyć można nieznaną wartość natężenia źródła światła I x .

I

Zgodnie ze wzorem E =

cosα dla α = 0 otrzymujemy: 2

r

I

I

E =

oraz

x

E =

2

x

r

2

x

r

Z równości oświetleń otrzymamy: 2

r

I

I x

x =

(1)

2

r

III. Wykonanie ćwiczenia

1. Na ławie optycznej ustawić źródła światła oraz fotometr.

2. W zaciemnionym pomieszczeniu, po przygotowaniu oka do widzenia, ustawić fotometr w takim położeniu, aby obydwie połówki pola widzenia były jednakowo oświetlone. Przy tym położeniu fotometru zmierzyć jego odległość od znanego źródła światła r oraz nieznanego źródła światła x r .

3. Pomiary powtórzyć 15 razy dla tego samego źródła w celu obliczenia błędów ∆ r i

∆ xr .

1

4. Obliczyć natężenie nieznanego źródła światła (wzór (1)) I xsr biorąc średnie wartości x

r oraz r.

5. Obliczyć wielkość strumienia świetlnego wysyłanego przez badane źródło światła ( φ

d = I ω

d ).

Tabela pomiarowa

I r

φ

x

r

I x

I

± I

xsr

∆

± φ

∆

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

[ ]

Wskazówki do oszacowania błędów Obliczyć błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej wielkości ∆ r i ∆ x r .

Znaleźć wskaźnik precyzji h i wykreślić krzywą Gaussa. Błąd ∆ I x i φ

∆ wyznaczyć

metodą różniczkowania.

Literatura

M. Leśniak, Fizyka. Laboratorium, wydanie II, Oficyna Wydawnicza PRz, 2002

J. Massalski, M. Massalska, Fizyka dla inżynierów, t.1, WNT, Warszawa 1980

R. Resnick, D. Halliday, Fizyka, t. I, PWN, Warszawa 1997

S. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, PWN, Warszawa 1980.

2