Wydział budownictwa	Fotometr Bunsena	08.03.2009
Ćw. Nr 6	Mateusz Lukas	Ocena:

UWAGI:

I. Wstęp.

-Najważniejsze definicje

Prawo Lamberta - prawo optyki sformułowane przez Johanna Heinricha Lamberta w 1760 r określające zależność światłości od kierunku obserwacji:

Jeżeli pewna powierzchnia promieniuje lub rozprasza światło, to światłość I w kierunku tworzącym kąt θ z normalną do powierzchni promieniującej wyraża się wzorem

gdzie I₀ - światłość w kierunku prostopadłym do powierzchni promieniującej.

Prawo to jest spełnione ściśle, gdy powierzchnia promieniująca jest ciałem doskonale czarnym.

Natężenie oświetlenia - gęstość strumienia świetlnego padającego na daną powierzchnię, równa granicy ilorazu strumienia świetlnego Φ padającego na powierzchnię, do jej pola S, przy S dążącym do 0.

.

Gdy znane jest natężenie światła emitowanego ze źródła I, to wzór opisujący natężenie oświetlenia w dowolnym punkcie powierzchni mozna przedstawić następująco:

,

gdzie E jest natężeniem oświetlenia, α jest kątem między normalną do powierzchni a wektorem skierowanym na źródło światła a r odległością punktu powierzchni od źródła światła.

Natężenie oświetlenia jest jedyną wielkością światła, która nie charakteryzuje samego źródła światła, lecz jasność oświetlenia powierzchni.

Jednostką natężenia oświetlenia w układzie SI jest luks (lx) równy lumen na metr kwadratowy (cd·sr·m^-2)

-Wzory

-Krótki opis ćwiczenia.

Jednym z najstarszych fotometrów jest fotometr Bunsena, którego zasadniczą częścią jest pionowo umieszczona w statywie kartka białego papieru z tłustą plamą.

Do tego ćwiczenia używałem fotometru, w którym kartkę z tłustą plamą zastąpiono fotoelementem z warstwą zaporową. Zadaniem fotoelementu jest przekształcenie energii świetlnej w elektryczną.

Po podłączeniu wszystkich urządzeń zgodnie z instrukcją przystąpiłem do wykonywania zadania. Na samym początku ustawiłem żarówki i fotoelementy na jednakowej wysokości.

Żarówki ustawiłem na najdalszych krańcach ławy optycznej i odległość między nimi wynosiła 80 cm. Następnie ustawiałem na woltomierzu napięcie, które wynosiło miedzy 70V a 190V i przy każdej zmianie napięcia, która wynosiła ok. 10V odczytywałem natężenie prądu z amperomierza oraz odległość fotoelementu od żarówek (r_o,r_x). Pod koniec ćwiczenia odczytałem niepewności pomiarowe:

-ławy optycznej

niepewnośc wzorcowania dla r_o,r_x była równa 1mm

niepewność eksperymentatora dla r_o,r_x była równa 2mm

-dla woltomierza i amperomierza niepewność pomiarowa wynosiła 4% dla odczytu.

III.Obliczenia

Obliczenia natężenia badanego źródła światła:

- Za I₀ przyjmujemy wartość równą 1

Obliczenia Mocy pobranej przez źródło badane:

Obliczenia współczynnika sprawności świetlnej źródła badanego:

IV. Wykresy

V. Rachunek i dyskusja niepewności pomiarowych

-ławy optycznej

niepewnośc wzorcowania dla r_o,r_x była równa 1mm

Niepewność wzorcowania równą 1mm przyjęliśmy dlatego gdyż najmniejsza przedziałka na linijce wynosiła 1mm.

niepewność eksperymentatora dla r_o,r_x była równa 2mm

Niepewność eksperymentatora równa jest 2mm gdyż bład podczas liczenia mogliśmy popełnic z jednaj strony oraz drugiej.

-dla woltomierza i amperomierza niepewnośc pomiarowa wynosiłą 4% dla odczytu.

U [V]	Niepewność pomiarowa dla U	I [A]	Niepewność pomiarowa dla I
70,1	2,804	34,6	1,384
80,0	3,200	37,3	1,492
90,1	3,604	40,2	1,608
99,9	3,996	42,9	1,1716
110,1	4,404	45,5	1,820
120,0	4,800	47,8	1,912
130,1	5,204	50,3	2,012
140,0	5,600	53,0	2,120
149,9	5,996	55,3	2,212
160,1	6,404	57,5	2,300
170,0	6,800	59,6	2,384
180,1	7,204	61,8	2,472
190,0	7,600	63,7	2,548

V. Wnioski

Wartość błędu zależy w dużej mierze od indywidualnych właściwości oka obserwatora. Jego wartość zwiększa się wielokrotnie w przypadku, gdy obserwator ma wadę wzroku (np. dalekowzroczność, bliskowzroczność, astygmatyzm), to też przeniosło się na odczyt odległości r_x i r_o oraz ustawienia amperomierza podłączonego do fotoelementu w pozycji równej 0. Drugim problemem z odczytem sprawiał amperomierz i voltomirz,

z którego odczytywałem napięcie (U) i natężenie (I). Urządzenia te nie pokazywały jednaj stałej wartości, lecz wahały się w obrębie danej wartości.

---