Проверка законов освещённости.
Цель работы:проверить законы освещённости.
Теория. Отношение светового потока Ф, падающего на поверхность, к площади этой поверхности S называютосвещённостью:
(1)
Люкс - освещённость, создаваемая световым потоком 1 лм при равномерном распределении его на площади 1м2.
Первый закон освещённости: освещённость в каждой точке поверхности, на которую перпендикулярно ей падает свет, пропорциональна силе света источника и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света до освещаемой поверхности:
(2)
Кроме указанных факторов освещённость зависит ещё и от угла 
, под которым свет падает на освещаемую поверхность:
Рисунок 1.
Установлена зависимость освещённости площадки от угла наклона её к падающим лучам, которая называется вторым законом освещенности.
Второй закон освещённости: освещённость поверхности, создаваемая параллельными лучами, прямо пропорциональна косинусу угла падения лучей.
(3)
Освещённость Е0 можно определить по формуле (2) и подставляя в формулу (3) можно получить выражение, объединяющее первый и второй законы освещённости.
(4)
Освещенность - величинаскалярная, поэтому в том случае, когда свет на поверхность падает от нескольких источников, освещённость в каждой точке поверхности равна арифметической сумме освещённостей, создаваемых в этой точке каждым из источников в отдельности. Приборы для сравнения силы света называютсяфотометрами.Существуют фотометры, приспособленные для непосредственного измерения освещённости. Такие фотометры называютсялюксметрами.
Приборы и принадлежности: лабораторный прибор для изучения законов фонометрии, с микроамперметр, аккумуляторная батарея, соединительные провода, реостат, ключ.
Порядок выполнения работы:
1. Изучить шкалу и определить цену деления микроамперметра А.
2. Собрать цепь: соединить клеммы фотоэлемента Фэ с микроамперметром А, а лампочку Л с источником тока Б через реостат R, как показано на схеме:
Рисунок 2.1.
Проверка 1 закона освещенности.
3.Фотоэлемент установить перпендикулярно оси прибора (стрелка должна находиться на нуле угломерной шкалы).
4.Лампочку установить на 10-е деление шкалы, принимая за центр лампочки середину стойки. Замкнуть цепь и с помощью реостата добиться, чтобы величина фототока была 20 мкА. Затем лампочку передвинуть на 20-е и 30-е деления. Снять показания микроамперметра, соответствующие указанным положениям лампочки и записать их в таблицу 4.1.
Таблица 4.1.
| Номер опыта | Расстояние от лампы до фотоэлемента R, м | Показания микроамперметра I, 10-6 А | Отношение освещённостей | Отношение квадратов расстояний | ||
| Е1:Е2 | Е1:Е3 | R12:R2 | R12:R32 | |||
5.Вычислить освещенность с помощью формулы 2 теории, отношение освещённостей, отношение квадратов расстояний, заполнить таблицу 4.1. и сделать вывод.
Проверка 2 закона освещенности.
6. Лампочку установить на 16-е деление, а линзу на 10-е. С помощью реостата установить ток 20мкА. При угле 0° , показания микроамперметра записать в таблицу. Затем, вращая ручку, лампочку устанавливают под углом 30° ,45°, 60°. Необходимо следить за тем, чтобы лампочка и линза не сдвигались с первоначально установленного места. При этом в каждом из случаев снимают показания амперметра и заносят их в таблицу 6.1.
Таблица 6.1.
| Номер опыта | Показания угломера, α | Показания микрометра I, 10-6А | Cosα | Освещённость,  |
| 00 | 1 | |||
| 300 |  | |||
| 450 |  | |||
| 600 |  |
7.Вычислить освещенность с помощью формулы 4 теории.
8.Сделать вывод о проделанной работе.
9. Ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы:
1. Какими способами можно определить освещённость?
2. Почему на покатых к солнцу крышах снег тает быстрее, чем на земле?
3. Что в этой лабораторной работе является освещаемой поверхностью?
4. Для чего нужна линза при выполнении пункта № 6?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15.