POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI
	Sprawozdanie z ćwiczenia nr 70 Temat: Pomiary fotometryczne.
Wydział Elektroniki Rok I	Data: 30.03.1996	Ocena:

1. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z zasadami fotometrii oraz prostymi metodami wyznaczania natężenia źródła światła.

2. Wstęp teoretyczny

Fotometria jest działem optyki, zajmującym się badaniem energii promieniowania elektromagnetycznego i innych wielkości z nim związanych. Fotometrię dzieli się na fotometrię obiektywną (zwaną również fizyczną lub energetyczną) i na fotometrię subiektywną (która jest ograniczona do fal świetlnych w zakresie od około 380 nm do około 780 nm). W fotometrii obiektywnej jako detektor promieniowania może być użyty element fotoelektryczny, klisza fotograficzna itp. , zaś w subiektywnej detektorem promieniowania jest oko ludzkie.

Kąt bryłowy. Wyobraźmy sobie kulę otaczającą dany punkt. Wtedy stożek o wierzchołku w tym punkcie wycina czaszę z powierzchni kuli. Kąt bryłowy jest kątem przestrzennym w stożku. Miarą tego kąta jest stosunek pola powierzchni czaszy wycinanej przez ten stożek do kwadratu promienia kuli.

Kąt bryłowy mierzymy w steradianach (sr); ω=1sr, gdy
=1. Pełny kąt bryłowy ma 4π steradianów.

Natężenie źródła światła (światłość) I jest miarą energii świetlnej źródła, wysyłanej w jednostce czasu w określonym kierunku w obręb jednostkowego kąta bryłowego. Jednostką natężenia źródła światła jest 1 kandela (1 cd). Kandela jest to natężenie źródła światła, jakie ma w kierunku prostopadłym jedna sześćsettysięczna część metra kwadratowego (1/60 cm2) powierzchni ciała doskonale czarnego (otwarty koniec rurki z tlenkiem toru) w temperaturze krzepnięcia platyny (2046,15 K) pod ciśnieniem jednej atmosfery (101325 Pa).

Miarą ilości energii świetlnej wysyłanej w jednostce czasu jest strumień świetlny F. Źródło światła o światłości I wysyła w elementarny kąt bryłowy dω strumień świetlny:
dF=Idω
Jeżeli źródło promieniuje jednakowo we wszystkich kierunkach (źródło izotropowe), to:
F=Iω

Jednostką strumienia świetlnego jest 1 lumen (1 lm): jest to strumień świetlny punktowego źródła światła o natężeniu I=1 cd, wysyłany w obręb kąta bryłowego ω=1 sr.

Natężenie oświetlenia E jest miarą mocy energii świetlnej przypadającej na jednostkę oświetlonej powierzchni:

,

gdzie dS jest elementem powierzchni prostopadłym do padającego strumienia świetlnego. Przy równomiernym oświetleniu rozpatrywanej powierzchni, prostopadłej do strumienia

Wyznaczenie przepuszczalności filtru szarego:

dla filtru nr 1 I'=45

dla filtru nr 2 I'=28

dla filtru nr 3 I'=22

4. WNIOSKI I ANALIZA BŁĘDÓW

Z przeprowadzonego doświadczenia wynika słuszność prawa Lamberta w granicach powstałych błędów. Na błędy, które miały istotny wpływ na wyniki doświadzcnia składają się błędy powstałe na sutek niedokładności odczytów odległości, ponieważ podziałka miejscami była starta oraz błedy powstałe z braku odpowiedniego odizolowania układu pomiarowego. Wpływ miały tutaj inne źródła światła. Dokonując pomiary fotoogniwem bez obecności obcych żródeł świateł na pewno uzyskalibyśmy dokładniejsze wyniki. Na podstawie wyników można wysnuć wnioski, że zaopatrzając amperomierz w skale w luksach otrzymalibyśmy miernik natężenia światła. Da się także zauważyć związek pomiędzy rozkładem kierunkowym natężenia światła żarówki a jej budową geometryczną.

---