STUDIUL INTENSITATII LUMINOASE SI AL CÂMPULUI LUMINOS ALE UNEI SURSE DE LUMINA

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "STUDIUL INTENSITATII LUMINOASE SI AL CÂMPULUI LUMINOS ALE UNEI SURSE DE LUMINA"

Αμάραντος Χάρων Μελετόπουλος
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Labratr de Fizică STUDUL NTENSTAT LUMNOASE S AL CÂMPULU LUMNOS ALE UNE SUSE DE LUMNA

2 Lucrare De Labratr Catedra De Fizica Universitatea Tehnica Din Cluj-Napca. Cnsideraţii teretice Ftmetria se cupă cu metdele si mijlacele de măsurare a mărimilr caracteristice radiaţiilr vizibile. Lumina prduce asupra chiului senzaţia vizuală. Aceasta se manifestă în duă mduri: senzaţia de intensitate si senzaţia de culare. Senzaţia de intensitate depinde de energia luminasă ce cade în unitatea de timp pe unitatea de suprafaţă a retinei si variază în funcţie de energia W a izvrului lumins, deci cu fluul de energie radiată. Fluul energetic radiant: dw P =, (1) dt are dimensiunile unei puteri si se măsară în Waţi. Senzaţia de culare se manifestă datrită faptului că chiul prezintă sensibilitate funcţie de lungimea de undă. Diferite radiaţii emise în aceeaşi măsură de izvrul radiant nu prduc aceleaşi efecte de intensitate asupra chiului, ele prezentând diferite eficacităţi luminase sau vizibilităţi. Se defineşte sensibilitatea spectrală relativă V ca fiind: = P V, () P Unde P fiind fluul de energie radiantă în lumina mncrmatică = 555 µm, fată de care chiul uman prezintă maimum de sensibilitate în regimul de vedere diurnă (la fluuri de energie intensă), iar P fluul de energie radiantă în lumină mncrmatică cu lungimea de undă. Fluurile radiante P si P se măsară cu ajutrul receptrilr fizici integrali. unde: P este fluul energetic radiant. V sensibilitatea spectrală relativă. K echivalentul ftmetric al radiaţiei. n vederea crepusculară (la fluuri de energie radiantă farte slabe) curba de sensibilitate spectrală relativă V = f () se deplasează către lungimile de undă mai mici (fig.1). Mărimile ftmetrice se definesc legat de senzaţia luminasă. Fluul lumins Φ, în lumină mncrmatică, este dat de Φ = K V P, (3)

Lucrare De Labratr Catedra De Fizica Universitatea Tehnica Din Cluj-Napca Unitatea fluului lumins se numeşte lumen. Dacă P se măsară în waţi si K = 675 lm/w, fluul lumins se măsară în lumeni (lm).

3 Lucrare De Labratr Catedra De Fizica Universitatea Tehnica Din Cluj-Napca Unitatea fluului lumins se numeşte lumen. Dacă P se măsară în waţi si K = 675 lm/w, fluul lumins se măsară în lumeni (lm). ntensitatea luminasă, a unui izvr punctifrm este numeric egală cu fluul lumins dφ emis în unghiul slid elementar dω: dφ = (4) d Ω Unitatea de intensitate luminasă este candela (cd). Ea este intensitatea luminasă în direcţia 1 nrmalei a unei suprafeţe de m a unui crp negru, la temperatura de slidificare a platinei (04 K) si la presiune nrmală. Lumenul este fluul lumins emis de sursă punctuală iztrpă cu intensitatea de candelă, într-un unghi slid de 1 steradian. luminarea, E a unei suprafeţe în jurul unui punct al suprafeţei este numeric egală cu fluul lumins care cade pe elementul de suprafaţa elementară ds din jurul acelui punct: dφ E =, (5) ds Legătura între iluminarea unei suprafeţe si intensitatea luminasă a unei surse punctifrme este din (4) si (5): unde: Figura dω E =, (6) ds dscs i dω =, (7) r este unghiul pe care îl face nrmala la suprafaţa ds cu raza mijlcie a fasciculului de lumină (fig.), iar r este distanta de la sursă la ds si deci: E = i r cs (8) Unitatea de iluminare este luul (l) egal cu iluminarea prdusă de un flu lumins de un flu lumins de un lumen ce cade unifrm pe aria de un metru pătrat: 1 lm 1 l = (9) 1 m La cmpararea diferitelr surse de lumină, chiul pate stabili uşr iluminarea egală a duă suprafeţe aprpiate, dar nu pate aprecia de câte ri iluminarea unei suprafeţe este mai mare decât a 3

4 Lucrare De Labratr Catedra De Fizica Universitatea Tehnica Din Cluj-Napca alteia. De aceea ftmetrele, aparate care servesc la determinarea unr mărimi ftmetrice, sunt astfel cnstruite încât rlul chiului se reduce la stabilirea egalităţii iluminării a duă câmpuri aprpiate. Pentru incidenţe nrmale, relaţia (7) este: E =, (9) r si fiind intensităţile luminase a duă surse, si distanţele lr până la ftmetru; Pentru iluminare egală a celr duă câmpuri, cnfrm relaţiei (9), avem: =. (10) Cunscând intensitatea luminasă a unei surse si măsurându-se si, se pate determina intensitatea a celei de a dua surse: = (11) Distribuţia intensităţii luminase în jurul unui bec cu filament depinde de direcţie întrucât filamentul nefiind centrat în bec prin rtirea becului se mdifică unghiul slid sub care este iluminată suprafaţa. Lucrarea îşi prpune studiul acestei distribuţii si determinarea intensităţii luminase a unei surse.. Metdica eperimentală a) Dispzitivul eperimental Aparatul flsit pentru determinarea intensităţii luminase este un ftmetru Bunsen (fig.3). Partea principală este un paravan pac pe care se găseşte pată translucidă (decupaj circular intrun cartn acperit cu hârtie de Figura 3 calc). Pata este luminată perpendicular pe ambele fete de către cele duă surse. O parte din lumina care ajunge la pata P e difuzată, cealaltă parte fiind transmisă. Oglinzile O 1 si O permit bservarea simultană a ambelr fete ale petei. Pentru cele duă imagini ale petei la fel de iluminate, iluminarea dată de cele duă surse este aceeaşi. Ftmetrul si cele dua surse sunt mntate pe suprturi verticale ce pt glisa de-a lungul unui banc ptic. 4

Lucrare De Labratr Catedra De Fizica Universitatea Tehnica Din Cluj-Napca Ca surse de lumină se flsesc duă becuri electrice, unul sctit etaln, de intensitate cunscută, celălalt legat într-un circuit

5 Lucrare De Labratr Catedra De Fizica Universitatea Tehnica Din Cluj-Napca Ca surse de lumină se flsesc duă becuri electrice, unul sctit etaln, de intensitate cunscută, celălalt legat într-un circuit electric la diferite tensiuni, permiţând astfel, studiul variaţiei intensităţii luminase în funcţie de tensiunea aplicată. Studiul câmpului lumins al unei surse se face cu ajutrul unui lumetru. Lumetrul indică direct iluminarea suprafeţei. b) Mdul de lucru Pentru determinarea intensităţii necunscute a sursei se efectuează următarele peraţii: 1. Se realizează mntajul din figura 4 pentru sursa necunscută.. Pziţiile surselr rămânând neschimbate, se deplasează ftmetrul până când cele duă pete sunt egal luminate. 3. Se citesc distantele si. Figura 4 Pentru studiul distribuţiei intensităţii luminase se prcedează astfel: 1. Se pune în stativul sursei cunscute becul de studiat.. Se alege distantă ptrivită între bec si stativul pe care e fiat lumetrul astfel ca acesta să indice iluminare destul de mare. 3. Se rteşte becul în planul rizntal din 15 în 15, deplasându-se stativul cu lumetrul de fiecare dată astfel ca iluminarea să rămână aceeaşi. 4. Se ntează de fiecare dată distanta dintre bec si lumetru.. Prelucrarea datelr eperimentale a) Determinarea mărimilr fizice si trasarea graficelr Cu datele bţinute flsind relaţia (11) se calculează intensitatea necunscută a sursei pentru fiecare valare a tensiunii de la brne. Se reprezintă grafic valarea acestei intensităţi în funcţie de tensiune. Se realizează diagrama plară a iluminării egale de la 0 la b) Calculul errilr Din relaţia: 5

6 Lucrare De Labratr Catedra De Fizica Universitatea Tehnica Din Cluj-Napca = întrucât: = se bţine: + + = Datele si rezultatele se trec în tabelele de mai js: Tabelul 1 [Cd] U [V] [cm] 0 [cm] [Cd] [Cd] [cm] [%] 1 1 Tabelul Unghiul [grade] Distanta [cm] 6

Σχετικά έγγραφα

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice

Problema a II - a (10 puncte) Diferite circuite electrice Olimpiada de Fizică - Etapa pe judeţ 15 ianuarie 211 XI Problema a II - a (1 puncte) Diferite circuite electrice A. Un elev utilizează o sursă de tensiune (1), o cutie cu rezistenţe (2), un întrerupător