Data ćwiczenia 12.12.2005r

Bożena Kaszczyk

Wydział Budownictwa

Lądowego i Wodnego

Prowadząca:

dr inż. Monika Borwińska

Ćwiczenie nr 70

Temat: Pomiary fotometryczne

Wstęp: 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. Podstawowym pojęciem w fotometrii jest natężenie źródła światła, jego jednostką jest kandela. Miarą ilości energii świetlnej jest strumień świetlny , jego jednostką jest lumen. Miarą mocy energii świetlnej jest natężenie oświetlenia E jego jednostką jest luks.

1. Wyznaczenie natężenia oświetlenia E w zależności od odległości r źródła światła od fotoogniwa dla kąta podania promieni świetlnych α = 0˚ = const. :

Pomiary na żarówce:

I = 1,58 A

U = 10,26 V

P = 16,21 W

Dla mocy wartości około P = 15W, natężeniu i = 105uA i r = 0,3m

natężenie źródła światła wynosi I = 16,5cd. Odnosi się to do każdego doświadczenia.

E =

ΔI = 0,5cd

Δr = 0,001m

Δi =

i [uA]	Δi [uA]	r [m]	I [cd]	E [lx]	ΔE/E
105,0	0,8	0,300	16,5	183,33	0,04
120,0	0,8	0,280	18,9	241,07	0,04
142,0	0,8	0,260	22,3	329,88	0,03
170,0	1,5	0,240	26,7	463,54	0,03
205,0	1,5	0,220	32,2	665,29	0,03
240,0	1,5	0,200	37,7	942,50	0,03
320	4	0,180	50,3	1552,47	0,02
400	4	0,160	62,9	2457,03	0,02
480	4	0,140	75,4	3846,94	0,02
560	4	0,120	88,0	6111,11	0,02

2. 
   Wyznaczenie zależności natężenia oświetlenia E od kąta padania światła α dla r = 0,30m = const. i I = 16,5cd :

Wzory jak wyżej.

α [˚]	cosα	i [uA]	Δi [uA]	I [cd]	r [m]	E [lx]	ΔE/E
45	0,707	73,0	0,8	16,5	0,300	129,62	0,04
40	0,766	82,0	0,8	16,5	0,300	140,43	0,04
35	0,819	87,0	0,8	16,5	0,300	150,15	0,04
30	0,866	93,0	0,8	16,5	0,300	158,77	0,04
25	0,906	97,0	0,8	16,5	0,300	166,10	0,04
20	0,939	101,0	0,8	16,5	0,300	172,15	0,04
15	0,966	103,0	0,8	16,5	0,300	177,10	0,04
10	0,984	105,0	0,8	16,5	0,300	180,40	0,04
5	0,996	106,0	0,8	16,5	0,300	182,60	0,04
0	1,000	107,0	0,8	16,5	0,300	183,33	0,04

3. Wyznaczenie natężenia źródła I w zależności od mocy P pobranego prądu

i obliczenie współczynnika sprawności świetlnej η źródła światła :

Pomiary na żarówce :

P = U * I

ΔP = I*ΔU + U*ΔI

ΔU = 0,01V

ΔI = 0,01 uA

I_x =

Δ I_x =

I = 16,5cd

r = 0,30m

η =

P [W]	ΔP [W]	rx [m]	Ix [uA]	Δ Ix [uA]	η	Δη/ η
15,2	0,1	0,275	13,86	0,05	0,91	0,01
14,7	0,1	0,265	12,87	0,05	0,88	0,01
14,3	0,1	0,255	11,92	0,06	0,83	0,01
13,8	0,1	0,250	11,46	0,06	0,83	0,01
13,3	0,1	0,240	10,56	0,06	0,79	0,02
12,9	0,1	0,230	9,70	0,07	0,75	0,02
12,5	0,1	0,220	8,87	0,07	0,71	0,02
12,0	0,1	0,210	8,09	0,08	0,67	0,02
11,6	0,1	0,200	7,33	0,08	0,63	0,02
11,1	0,1	0,190	6,62	0,09	0,60	0,02

3. Wyznaczenie współczynników przepuszczalności T filtrów szarych :

T =

T1 =

T2 =

T3 =

Δi =

Δi' =

Wnioski: Na błędy, które miały istotny wpływ na wyniki doświadzcnia składają się błędy powstałe na sutek niedokładności odczytów odległości oraz błedy powstałe z braku odpowiedniego odizolowania układu pomiarowego. Wpływ miały tutaj inne źródła światła. Podczas oświetlania fotoogniwa selenowego można zauważyć, że wraz ze spadkiem natężenia oświetlenia wywołanym: czy to poprzez zmianę kąta padania światła, czy przez zmianę odległości badanego fotoogniwa od źródła światła, czy przez ustawienie na drodze promieni filtra, maleje również prąd fotoelektryczny i.

---