Лабораторная работа №5 Изучение законов фотометрии

Цель работы: экспериментальная проверка основного закона освещенности и закона обратных квадратов.

Приборы и принадлежности: прибор ПЗФ, выпрямитель ВС-4-12, люксметр, микроамперметр, набор соединительных проводов.

Теоретическая часть работы

На шкале электромагнитных волн видимые волны занимают очень узкий интервал 3800-7600 Å. Только волны этого интервала воспринимаются нормальным глазом. Они излучаются искусственными источниками света. В физике различают оптическое и световое излучение. Та часть электромагнитных излучений, которая состоит из волн, воспринимаемых глазом, называется световым излучением. Понятие оптического излучения шире; оно включает кроме светового излучения инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, энергия которых не воспринимается нашими органами чувств.

Для характеристики оптического излучения введены величины: поток излучения, энергетическая сила света, энергетическая освещенность, энергетическая яркость, энергетическая светимость. В отличии от оптического, световое излучение характеризуется световыми (фотометрическими) величинами: световым потоком, силой света, освещенностью, светимостью и яркостью (подробнее об этих величинах смотри лабораторную работу №5).

Пусть свет излучается точечным источником. Источник света считается точечным, если его размеры много меньше расстояний, на которых оценивается его действие. Кроме того, предполагается, что такой источник посылает свет равномерно по всем направлениям. Распространяясь по всем направлениям, световой поток распределяется на все большую площадь. Чем дальше освещаемая поверхность находится от источника, тем меньший световой поток приходится на единицу этой поверхности, а следовательно, тем меньше её освещенность. Очевидно также, что при одинаковых расстояниях от источника, освещенность Е зависит от силы света источника.

Рисунок 1 – Параметры телесного угла, в пределах которого распространяется свет от источника помещенного в вершину данного угла.

Принимая во внимание эти соображения, получим точную количественную зависимость между освещенностью Е, силой света источника I, расстоянием r от источника до освещаемой поверхности. Представим себе две концентрические сферы с радиусами r₁ и r₂, в центре которых помещен точечный источник света (рис. 1).