Оптическая физика Определение фокусных (стр. 10 из 10)
(6)В установке обычно выполняется условие равенства углов падения лучей от первого и второго источников (
= 
). Перемещая один из источников (или оба) можно добиться равенства освещенностей поверхностей экрана, что воспринимается визуально. Из условия 
и формулы (6) получим 
(7)Таким образом, измеряя расстояния r 1 и r 2 и зная величину I 1 можно найти силу света I 2 исследуемого источника.
Описание экспериментальной установки
В настоящей работе используется фотометр Ричи (рис.1), который состоит из следующих основных частей: равнобедренной прямоугольной призмы (1), у которой грани, прилегающие к прямому углу, окрашены белой матовой краской, прямоугольной оправы (2), открытой с двух сторон, в которую вставляется призма, матового полупрозрачного экрана (3), который делится ребром прямого угла призмы на равные части, раструба (4), служащего защитой от попадания постороннего света на матовый экран. Раструб жестко соединен с оправой призмы.
При работе фотометра на белые грани призмы попадает свет от источников S 1 и S 2. Перемещением одного или обоих источников добиваются одинаковой освещенности граней слева и справа. Это будет в том случае, когда рассматриваемые через полупрозрачный экран обе грани окажутся слившимися в одну - граница между ними исчезает. Ход лучей в фотометре представлен на рис.1
Выполнение работы
1. Определение силы света источника.
В работе используется фотометр Ричи. Против боковых граней призмы фотометра устанавливаются две электрических лампы на возможно большем расстоянии так, чтобы можно было считать, что лучи падают нормально к поверхности фотометра. Затем перемещают исследуемый или эталонный источник до тех пор, пока освещенность граней не станет одинаковой. После этого определяют расстояние от эталонной лампы до фотометра - r 1, и от исследуемой лампы до фотометра - r 2 (в середине внешней части фотометра находится указатель, при помощи которого определяется положение фотометра на оптической скамье). Опыт нужно проделать не менее 8-10 раз, каждый раз изменяя расстояние между эталонной и исследуемой лампами путем перемещения одной из этих ламп. По формуле (8) вычислить силу света исследуемой лампы I 2 при заданной силе света эталонной лампы I 1 ( I 1= 15 Кд) Результаты измерений занести в таблицу №1.
| Таблица 1 | ||||||
| № n/n | Расстояние от эталонной лампы до фотометра, r 1 (cм) | Расстояние от исследуемой лампы до фотометра, r 2 (cм) | Сила света исследуемой лампы, I 2 (Кд) | Сила света исследуемой лампы, усредненная по числу измерений, I ср (Кд) | Относительная ошибка для каждого измерения, e (%) | Относительная ошибка, усредненная по числу измерений, e ср (%) |
| 1. | ||||||
| ......... | ||||||
| 10. | ||||||
2. Изучение распределения силы света вокруг лампы накаливания.
1. Указатель исследуемой лампы устанавливают на нулевое деление отсчета (0 0). Исследуемую лампу устанавливают на некотором расстоянии r 2 от фотометра (30-60 см). Измеряют расстояние от исследуемой лампы до фотометра r 2 , которое в дальнейших измерениях не меняется, т.е. остается постоянным.
2. Эталонную лампу устанавливают от фотометра на расстоянии r 1, при котором освещенности правой и левой сторон экрана визуально одинаковы. Измеряют r 1 и вычисляют по формуле (8) силу света исследуемой лампы для заданного положения указателя угла.
3. Вращая исследуемую лампу вокруг вертикальной оси от 0 0 до 360 0 (каждый раз на 30 0) выполняют действия перечисленные в пункте (2). Результаты измерений занести в таблицу №2.
Таблица №2.
| Уголповорота | Расстояние от эталонной лампы до фотометра, r 1 (cм) | Сила света исследуемой лампы I 2 (Кд) при заданном угле поворота |
| 0 0 | ||
| 30 0 | ||
| ......... | ||
| 360 0 |
Построить кривую распределения силы света в полярных координатах. Для этого начертить радиусы-векторы под углами 0 0 ..30 0..... 360 0, причем длина каждого радиуса-вектора должна быть прямо пропорциональной силе света исследуемой лампы накаливания для данного угла поворота.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дайте определения световому потоку, освещенности и силе света.
2. Точечный источник имеет силу света 10 Кд. Какой полный световой поток создает этот источник?
3. Почему у электрических ламп накаливания большой мощности стеклянные колбы имеют большой размер?
4. Источник света называется ламбертовским, если его яркость не завит от направления. Приведите примеры ламбертовских источников.
5. Чем обусловлена зависимость силы света лампы накаливания от угла ее поворота?
6. На какие классы делятся фотометры?
ЛИТЕРАТУРА
1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Оптика. М.: Наука, 1985, - 752с.
2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М.: Наука, 1988. - 496 c.
3. Фейнман Р, Лейтон. Р., Сэндс М. Феймановские лекции по физике. Т.3-4. Излучение. Волны. Кванты. М.: Мир, 1977. - 496 с.
4. Крауфорд Ф. Берклеевский курс физики. Волны. М.: Наука, 1984.- 512с.