П о р я д о к в ы п о л н е н и я р а б о т ы

Лабораторная работа № 14.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ СВЕТА

Приборы и принадлежности: 1. Фотометрическая скамья ФС-М.

2. Эталонная лампа.

3. Исследуемая лампа.

4. Люксметр.

К Р А Т К А Я Т Е О Р И Я И О П И С А Н И Е У С Т А Н О В К И.

По литературе [1-6] изучить фотометрические величины и единицы измерения (силы света, световой поток, светимость, освещенность, яркость); ознакомиться с источниками и приемниками света; функцией видности и ее значением.

Часто свет воспринимается селективными приборами, такими, как фотоэлемент, фотопластинка или человеческий глаз. Такие приборы имеют различную чувствительность к разным частям спектра, то есть одна и та же мощность на разных частотах вызывает различные зрительные ощущения. Визуальные фотометрические измерения основаны на свойстве глаза очень тонко улавливать наличие разницы в освещенностях без ее количественной оценки. В последнее время все больше визуальные фотометрические методы вытесняются объективными (с помощью фотоэлектрических фотометров).

В данной работе определяют силу света исследуемой лампы на фотометрической скамье ФС-М на основе закона, согласно которому освещенность Е поверхности для точечного источника света прямо пропорциональна силе света I и обратно пропорциональна квадрату рассеяния r от источника до поверхности:

(1)

(предполагается, что лучи падают нормально к поверхности).

Рис.1. Фотометрическая скамья

Фотометрическая скамья (рис.1) состоит из направляющих труб 1, передвижных тележек 5, фотометрической головки 4, измерителя расстояний, вращающегося поглотителя 3, держателей источников света 2 и 6. Направляющие трубы длиной более трех метров установлены параллельно друг другу на четырех опорах. Регулировочные винты позволяют установить направляющие трубы горизонтально, что проверяется по уровню. Для определения расстояний между установленными на скамье приспособлениями на одной из труб нанесена шкала от 1 до 3 м.

Рис. 2. Передвижная тележка.

Передвижная тележка (рис. 2) предназначена для укрепления на ней приборов и измерения расстояния между отдельными частями собранной установки. Плита тележки 5 установлена на трех роликах 6. В центре плиты имеется отверстие, через которое проходит выдвижная труба 4, перемещаемая вверх и вниз вращением рукоятки 8 и закрепляемая в нужном положении рукояткой тормоза 9. Снизу на плите тележки укреплен штриховой индекс 11 с лупой 12 для отсчета по шкале скамьи. Тележка перемещена вдоль скамьи вращением рукоятки 7.

Фотометрическая головка устанавливается на одной из тележек между двумя источниками света, освещающими находящуюся в корпусе головки двухстороннюю приемную матовую пластинку 2 (рис. 2).

Рис. 3. Схема фотометрической головки.

Свет, отраженный поверхностями пластинки (рис. 3.), направляется призмами через фотометрический кубик в зрительную трубу 3 головки. При фотометрическом равновесии, когда яркость обеих сторон приемной пластины головки одинакова, видимое в окуляр поле имеет вид, изображений на рис. 3б на фон равномерной освещенности видны две несколько более темные, чем фон, трапеции.

Чтобы рассеянный свет не падал на приемную пластинку головки, с обоих сторон ее устанавливаются специально для этого предназначенные бархатные экраны небольшого размера. В комплект скамьи входят и другие приспособления: держатели источников света, фотоэлемента, круглых деталей и т.д.

Если полагать, что обе стороны приёмной пластины расположены симметрично и имеют одинаковый коэффициент яркости, то при световом равновесии будут равны освещённости обеих сторон пластины. Зная расстояние от приёмной пластины до освещающих её источников света, можно сравнить силу света этих источников.

при , откуда (2)

(3)

где - сила света исследуемого источника,

- сила света эталонного источника,

- расстояние от эталонной лампы до освещаемой поверхности,

- расстояние от исследуемой лампы до освещаемой поверхности,

Зная , измерив и , можно определить силу света неизвестной лампы :

(4)

Закон обратных квадратов можно проверить для одного источника при I = const, если снять экспериментальную зависимость от расстояния с помощью люксметра (упр. 2). Тогда при I = const:

(5)

П О Р Я Д О К В Ы П О Л Н Е Н И Я Р А Б О Т Ы.

Упражнение №1