WYZNACZANIE NATĘŻENIA ŹRÓDŁA ŚWIATŁA I SPRAWNOŚCI ŚWIETLNEJ ŻARÓWKI .

BADANIE OŚWIETLENIA

Dział fizyki zajmujący się pomiarami promieniowania oraz charakterystyką zjawisk świetlnych nosi nazwę Fotometrii.

Podstawową wielkością w fotometrii jest natężenie źródła światła w danym kierunku, czyli światłość (ilość energii świetlnej wysyłanej przez źródło w jednostce czasu), jednostką natężenia źródła światła jest kandela (cd).

Ilość energii, którą przenoszą promienie świetlne przez dana powierzchnię w jednostce czasu , nazywa się strumieniem świetlnym ф. Strumień światła emitowany przez punktowe źródło światła będzie określony zależnością

d ф = I dω

Jeżeli punktowe źródło światła promieniuje równolegle we wszystkich kierunkach , wówczas można zapisać

Ф = I ω

Ф - strumień świetlny

I - natężenie źródła światła

ω -kąt bryłowy

Jednostką oświetlenia jest luks (lx); jest to oświetlenie powodowane przez strumień 1lumena padający na powierzchnię 1m².

Prawo Lamberta:

Punktowe źródło światła o światłości I wywołuje na powierzchni znajdującej się w odległości r od źródła i ustawionej pod kątem α do kierunku padania światła oświetlenie , które można wyrazić wzorem:

Ważną rolę w fotometrii odgrywa współczynnik sprawności świetlnej źródła , który definiuje się jako stosunek jego światłości I do pobieranej mocy N:

Zadanie 21A. Sprawdzić prawo Lamberta.

Zestaw pomiarowy do sprawdzenia prawa Lamberta składa się z ławy optycznej , na której znajdują się : punktowe źródło światła i stolik z fotoogniwem luksomierza. Obrotowy stolik zaopatrzony jest w kątomierz do pomiaru kąta padania promieniowania na płytkę fotoogniwa.

Tabela pomiarowa.

E	r
8 lx	0,8
10 lx	0,75
12 lx	0,7
15 lx	0,65
19 lx	0,6
24 lx	0,55
32 lx	0,5
42 lx	0,45
56 lx	0,4
73 lx	0,35
95 lx	0,3
171 lx	0,35

B

α\r	30cm	40cm
0	95 lx	57 lx
10	93 lx	56 lx
20	92 lx	53 lx
30	90 lx	51 lx
40	85 lx	47 lx
50	80 lx	41 lx
60	70 lx	33 lx
70	51 lx	22 lx
80	21 lx	8 lx
85	4,5 lx	1,5 lx
90	0	0

Zadanie B. Określić wydajność świetlną żarówki.

Przebieg ćwiczenia:

1. Ustawić na jednym końcu ławy optycznej wzorcowe źródło światła o natężeniu I₁

2. Ustawić na drugim końcu ławy optycznej badane źródło światła .

3. Obwód połączyć według schematu

4. Żarówkę wzorcową włączyć bezpośrednio do sieci prądu przemiennego 220 V a żarówkę badana - przez autotransformator . Woltomierz i amperomierz można zastąpić watomierzem.

5. Ustawić autotransformator w położeniu , w którym napięcie zasilania źródła wyniesie 220V.

6. Przesuwając fotometr na ławie optycznej uzyskać jednakowe oświetlenie z obu stron i odczytac odległość r₁ i r_2.

Jak na schemacie :

Wyniki umieścić w tabeli :

U2 (V)	r1	r2
220	0,49m	0,74m
200	0,55m	0,68m
180	0,64m	0,59m
160	0,72m	0,51m
140	0,82m	0,41m
120	0,92m	0,31m
100	1,01m	0,22m
80	1,10m	0,13m
60	1,18m	0,05m

Dyskusja błędu:

Na wynik doświadczenia i jego dokładność dużą role ma odczyt prądu płynącego przez źródło , oraz uzyskanie jednakowych oświetleń po obu stronach (które zależy od obserwatora)

---