POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI	Sprawozdanie z ćwiczeń Nr 70
Gabriel Gazda Marek Gryber	Temat: POMIARY FOTOMETRYCZNE
Wydział Informatyki i Zarządzania Rok 2	Data: 1996-10-24	Ocena:

1. Fotoogniwo selenowe.

1.1.Wyznaczenie charakterystyki świetlnej fotogniwa.

I = 16.5 cd - wzorcowe żródło światła.

1.1.1.Wyznaczenie i(E) dla zmieniającej się odległości fotogniwa od żródła światła.

Lp	r	E	i	Za	Δi	ΔE
	m	lx	μA	μA	μA	lx
1	0,15	733	370	750	3,75	29,5
2	0,18	509	260	300	1,5	17
3	0,2	413	210	300	1,5	12,5
4	0,25	264	140	150	0,75	6,4
5	0,3	183,3	105	150	0,75	3,7
6	0,35	134,7	80	150	0,75	2,4
7	0,4	103,1	61	75	0,375	1,55
8	0,45	81,5	49	75	0,375	1,1
9	0,5	66,0	41	75	0,375	0,8
10	0,55	54,5	34	75	0,375	0,6
11	0,6	45,8	29	75	0,375	0,5

I

E = __ ⋅ cos α; α = 0°;

r²

2⋅I⋅cos α

ΔE = ____ ⋅ Δr; Δr = 0,003 m;

r³

Δi = kl ⋅ Za / 100; kl = 0,5;

1.1.2. Wyznaczenie i(E) dla zmieniającego się kąta padania światła na fotogniwo.

Lp	α	E	i	Za	Δi	ΔE
	°	lx	μA	μA	μA	lx
1	0	183,3	105	150	0,75	3,7
2	5	182,6	104	150	0,75	3,7
3	10	180,5	102	150	0,75	3,7
4	15	177,1	100	150	0,75	3,6
5	20	172,3	98	150	0,75	3,5
6	25	166,2	95	150	0,75	3,4
7	30	158,8	91	150	0,75	3,2
8	35	150,2	85,7	150	0,75	3,1
9	40	140,4	80	150	0,75	2,9
10	45	129,6	75	150	0,75	2,6

I

E = __ ⋅ cos α; r = 0,3 m;

r²

2⋅I⋅cos α

ΔE = ____ ⋅ Δr; Δr = 0,003m;

r³

Δi = kl ⋅ Za / 100; kl = 0,5;

1.2. Badanie przepuszczalności filtrów szarych.

filtr	r	i	i f	E	Ef	Δ E	ΔEf	T	ΔT
	m	μA	μA	lx	lx	lx	lx	%	%
1	0,3	105	46	183	75	3,7	1	41,0	1,4
1	0,25	140	70	264	117	6,4	2	44,3	1,9
2	0,3	105	27	183	43	3,7	0,5	23,5	0,8
2	0,25	140	40	264	65	6,4	0,8	24,6	0,9
3	0,3	105	22	183	37	3,7	0,4	20,2	0,7
3	0,25	140	32	264	50	6,4	0,6	18,9	0,7

E, E_f , ΔE, ΔE_f - odczytane z charakterystyki i(E);

E_f

T = __ ⋅ 100 %;

E

E_f 1

ΔT = __ ⋅ ΔE + __ ⋅ Δ E_f ;

E² E

Obliczamy wartość średnią T i ΔT dla 2-ch pomiarów.

T1_sr = 42,65 ± 1,65 %

T2_st = 24,05 ± 0,85 %

T3_sr = 19,55 ± 0,70 %

1.3. Wyznaczenie natężenia źródła światła w zależności od mocy pobieranego prądu.

Lp	rx	u	i	Zv	Za	Ix	M	η	ΔIx	ΔM	Δη
	m	V	A	V	A	cd	W	cd/W	cd	W	cd/W
1	0,18	4,2	2,75	7,5	3	5,94	11,55	0,514	0,20	0,17	0,025
2	0,2	4,4	2,8	7,5	3	7,33	12,32	0,595	0,22	0,18	0,027
3	0,22	4,6	2,9	7,5	3	8,87	13,34	0,665	0,25	0,18	0,027
4	0,24	4,8	2,95	7,5	3	10,56	14,16	0,746	0,27	0,19	0,029
5	0,26	5	3	7,5	3	12,39	15,00	0,826	0,29	0,19	0,030
6	0,35	5,9	3,3	7,5	7,5	22,46	19,47	1,153	0,39	0,35	0,041
7	0,4	6,4	3,35	7,5	7,5	29,33	21,44	1,368	0,44	0,37	0,044
8	0,45	6,8	3,6	7,5	7,5	37,13	24,48	1,517	0,50	0,39	0,045
9	0,5	7	3,7	7,5	7,5	45,83	25,90	1,770	0,55	0,41	0,049
10	0,55	7,5	3,8	7,5	7,5	55,46	28,50	1,946	0,61	0,43	0,051

I_x = I ⋅r_x² / r² ; I = 16,5 cd; r = 0,3m;

2 ⋅ I ⋅ r_x

ΔI_x = ___ ⋅ Δr_x; Δr_x = 0,003m;

r²

M = u ⋅ i;

ΔM = i ⋅ Δu + u ⋅ Δi; Δu = kl ⋅ Zv /100; Δi = kl ⋅ Za /100; kl = 0,5;

ΔI_x I_x

η = I_x / M; Δη = __ + __ ⋅ ΔM;

M M²

2.Pomiary fotometryczne z wykorzystaniem fotometru Lummera-Brodhuna.

2.1. Wyznaczenie natężenia światła żarówki 100W.

Lp	rx	r	Ix	ΔIx i
	m	m	cd	cd
1	1,582	0,918	80,2	1,59
2	1,578	0,922	79,1	0,49
3	1,575	0,925	78,3	-0,32
4	1,572	0,928	77,5	-1,12
5	1,576	0,924	78,5	-0,05
6	1,574	0,926	78,0	-0,59

∑ I_x

I_{x sr} = __ = 78,6 cd;

6

Błąd obliczamy metodą Studenta-Fishera.

ΔI_{x i} - błąd bezwzględny poszczególnych pomiarów;

__________

 ∑ (ΔI_{x i})²

σ = ____ = 0,386; - odchylenie standartowe średniej

√ (6-1)⋅6

ΔI_x = t_N,α ⋅ σ = 1,1 cd; t_N,α = 2,8 dla N=6 α=0,95;

I_x = 78,6 ± 1,1 cd;

2.2. Badanie przepuszczalności filtrów szarych.

filtr	rx	r	Ix	T	σ	Ix sr	ΔT
	m	m	cd	%	cd		%
1	1,28	1,22	29,72	37,8	0,045	29,68	0,9
1	1,279	1,221	29,63	37,7
2	1,084	1,416	15,82	20,1	0,075	15,75	0,9
2	1,081	1,419	15,67	19,9
3	1,02	1,48	12,82	16,3	0,165	12,66	1,5
3	1,012	1,488	12,49	15,9

I_x = I_w ⋅ r_x² / r² ; I_w = 27 cd;

ΔI_x - obliczone metodą Studenta-Fishera.

ΔI_x = t_N,α ⋅ σ; σ = ΔI_x - dla n=2 ; ΔI_x = I_{x sr} - I_x1 ; I_{x sr} = 0,5⋅( I₁ + I₂);

T = I_{x sr} / I; I = 78,6 ± 1,1 cd - z poprzedniego pomiaru;

I_x 1

ΔT = _ ⋅ ΔI + _ ⋅ ΔI_x

I² I

2.3.Badanie rozkładu kierunkowego natężenia światła żarówki.

Lp	α	rx1	rx2	rx	r	Ix	ΔIx
	°	m	m	m	m	cd	cd
1	0	1,571	1,568	1,570	0,931	76,82	5,48
2	15	1,598	1,603	1,601	0,900	85,48	6,14
3	30	1,64	1,625	1,633	0,868	95,62	6,92
4	45	1,63	1,625	1,628	0,873	93,95	6,79
5	60	1,634	1,638	1,636	0,864	96,81	7,01
6	75	1,634	1,638	1,636	0,864	96,81	7,01
7	90	1,586	1,586	1,586	0,914	81,30	5,82
8	105	1,589	1,6	1,595	0,906	83,72	6,00
9	120	1,63	1,612	1,621	0,879	91,82	6,63
10	135	1,608	1,625	1,617	0,884	90,39	6,52
11	150	1,598	1,602	1,600	0,900	85,33	6,13
12	165	1,599	1,611	1,605	0,895	86,83	6,24
13	180	1,602	1,603	1,603	0,898	86,08	6,19

r = 2,5 - r_x ;

r_x = 0,5⋅(r_x1 + r_x2);

I_x=I_w ⋅ r_x² / r²; I_w=27 cd;

2 ⋅ I_w ⋅ r_x 2⋅ I_w⋅⋅ r_x² r_x²

ΔI_x = ____ ⋅ Δr_x + ____ ⋅ Δr + __ ⋅ ΔI_w ;

r² r³ r²

ΔI_w = 1 cd; Δr_x = Δr = 0,01m - wyznaczone doświadczalnie obserując jaka jest potrzebna wartość przesunięcia do zaobserwowania różnicy w obserwowanym obrazie.

Wnioski :

---