 |
Подготовка и проверка прибора
|
|
|
|
Открыть люксметр. Поднести светочувствительный фотоэлемент к свету и убедиться, что стрелка гальванометра отклоняется от начального положения. В противном случае обратиться к преподавателю или лаборанту.
При измерении фотоэлемент люксметра помещается в то место, где должна быть измерена освещенность, и ориентируется так, чтобы его светочувствительная поверхность была параллельна контролируемой плоскости. Показание гальванометра дает искомую освещенность. Обычно гальванометр имеет несколько шкал, используемых при измерении разных освещенностей. Выведенный наружу переключатель сопротивлений, входящих в электрическую цепь люксметра, указывает, какой из шкал следует пользоваться. Для измерения особо высоких освещенностей (например, дневной освещённости под открытом небом) люксметры снабжаются надеваемыми на фотоэлемент оптическими ослабителями света.
Упражнение 1. Измерение освещённости поверхности
Расположить источник света, укреплённый на штативе, на расстояние R от освещаемой поверхности. Установить светочувствительный фотоэлемент параллельно контролируемой плоскости на расстоянии 10 см от неё. Записать показания люксметра в таблицу 5. Если освещённость слишком велика (мала) изменить положение переключателя сопротивлений. Провести несколько (от 3 до 10) измерений на одном и том же расстоянии R от источника света до исследуемой поверхности. Данные занести в таблицу 5.
Таблица 5
Данные по освещённости поверхности
для разных расстояний до источника света
| № | Освещенность Е, лк | ||||
| R = см | R = см | R = см | R = см | R = см | |
| < E >, лк |
|
|
|
Аналогичные измерения провести для пяти различных расстояний, записывая результаты в таблицу 5.
Рассчитать средние значения освещённости поверхности < E > для разных расстояний R; данные внести в таблицу 5.
По данным таблицы 5 заполнить таблицу 6.
По результатам измерений построить график зависимости средней освещённости поверхности < E > от расстояния до неё от источника R (график построить в координатах: ось абсцисс – lg (R), ось ординат – lg < E >.
Согласно формуле (1), Е = А×R - n (здесь n = 2, А – константа), следовательно, lgE = lgA - n × lgR. Это означает, что величину коэффициента n можно экспериментально найти, вычислив тангенс угла наклона графика зависимости lg < E > = f (lgR) к оси lgR:
n = 
.
По построенному графику убедитесь, что зависимость (1) справедлива.
Таблица 6
Зависимость освещённости поверхности
от расстояния от источника до поверхности
| R, см | < E >, лк | lgR | lg < E > |
Упражнение 2. Измерение освещённости, создаваемой
Разными источниками света
Установить над белой поверхностью (белый лист) осветительный прибор на высоте примерно 15 см над поверхностью листа. Измерить освещённость поверхности люксметром, располагая активную (фоточувствительную) поверхность люксметра в сантиметре от поверхности освещённого листа так, чтобы не загораживать световой поток от источника света. Сделать эти измерения несколько раз для различных источников света. Данные занести в таблицу 7. Нарисовать график зависимости средней освещённости поверхности < E > от мощности осветительного прибора Р.
|
|
|
Таблица 7
Освещённость поверхности источниками света И 1, И 2, И 3, И 4, И 5
| № | И 1 | И 2 | И 3 | И 4 | И 5 |
| P, Вт | |||||
| < E >, лк |
В качестве источников света можно использовать лампы накаливания различной мощности, люминесцентную лампу и т. п. (всего от 3 до 5 источников). Мощность источника света (P) указана на цоколе или подставке.
Далее, меняя расстояние R от источника света до освещаемой поверхности, добиться того, чтобы освещённости поверхности стали одинаковыми. Данные занести в таблицу 8. Измерения провести 3 раза для каждого из источников. Нарисовать график зависимости расстояния равной средней освещённости < E > от мощности осветительного прибора P.
Таблица 8
Сводная таблица данных о расстояниях равной освещённости
для разных источников света
| И 1 | И 2 | И 3 | И 4 | И 5 | ||
| Р, Вт | ||||||
| < E >, лк | ||||||
| R, см | ||||||
| < R >, см |
Под таблицей сделать примечание: «измерения проводились на расстоянии … см от освещаемой поверхности». Указать, что использовалось в качестве источника света. Например, И 1 – лампа накаливания мощностью 60 Вт.
Задание для УИРС. Измерение освещённости
Учебных помещений
В соответствии с описанной выше методикой измерить освещённость учебных аудиторий. Данные занести на схему (пример оформления результатов измерений представлен ниже).
Выбирается одна из учебных аудиторий. На схеме указывается номер аудитории, дата и время измерений освещённости, примечания (например, количество не работающих в данных момент ламп).
Пример:
Дата:_________ Время проведения измерений: _____________
Номер аудитории:__________
 |
Примечание: над правым рядом парт не горели 2 светильника.
По результатам выполненных измерений сделать выводы, сравнив полученные данные с санитарными нормами.
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Какие требования предъявляются к осветительным установкам на железнодорожном транспорте?
2. Каков физический смысл понятия “сила света”?
3. Что называется “яркостью”?
4. Что такое “световой поток”?
5. Дайте определение освещённости.
6. Назовите единицы измерения основных фотометрических величин.
7. Перечислите источники излучения.
8. Какие виды приемников излучения Вы знаете?
9. Какое явление лежит в основе работы термоэлемента?
10. Для чего служат болометры?
11. Что представляет собой люксметр?
12. Каков порядок выполнения работы?
13. Как выглядит график зависимости освещенности поверхности от расстояния от источника до освещаемой поверхности?
Список литературы
1. Савельев И.В. Курс общей физики в 3-х тт. Т. 1. Механика. Молекулярная физика. – М.: – Астрель АСТ, 2007. – 352 с.
2. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Курс физики. – М.: Изд-во «Академия», 2003. – 720 с.
3. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2004. – 544 с.
4. Селезнёв В.А., Тимофеев Ю.П. Методические указания к вводному занятию в лабораториях кафедры физики. – М.: МИИТ, 2006. – 30 с.
5. Цюпак Ю.А. Оптические системы светодиодных световых приборов. – Саранск.: Мордовский университет, 2009. – 72 с.
Работа 88
|
|
|
