Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта



Скачать 38.64 Kb.
Дата26.07.2014
Размер38.64 Kb.
ТипЛабораторная работа



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ПРОВЕРКА СПРАВЕДЛИВОСТИ ЗАКОНА ЛАМБЕРТА

LEP

2240400



Цель работы


1. Установить вид зависимости силы света, отраженного от диффузионно рассеивающей поверхности, от угла наблюдения.

2. Количественными измерениями проверить справедливость закона Ламберта.


Оборудование

Кожух для лампы, используемой в эксперименте

Галогеновая лампа, 12 V/50 W

Держатель для галогеновой лампы G 6.35 f

Двухлинзовый конденсор, f = 60 мм

Держатель линзы

Линза собирающая, f = +200 мм

Экран из сульфида цинка

Правоугловой зажим, треугольная и круглая основы, стойки и крепления различной длины и сечения (- PASS-)

Демонстрационный градуированный диск

Универсальный зажим с соединением (суставом)

Источник питания 0-12 V DC/6 V, 12 V AC

Переносной люксметр

Измерительный модуль люксметра


Темы для изучения

Световой поток, освещенность, интенсивность светового потока, сила света, отражательная способность, светимость.


Принцип

Свет видимого диапазона падает на диффузионно рассеивающую поверхность. Светимость этой поверхности определяется как функция угла наблюдения.


Экспериментальная установка и ход эксперимента

Основой установки является стержень квадратного сечения (длинной 1 м), одна сторона которого закреплена на круглом основании, другая – на треугольном (см. рис. 1).


К треугольному основанию прикрепляется проградуированный диск, предназначены для отсчета углов. Измерительный модуль люксметра закрепляется с помощью универсального зажима на короткой стойке, способной вращаться вокруг центра проградуированного диска.

Рис. 1: Экспериментальная установка для проверки закона Ламберта.


Расстояния между элементами установки приведены на рис. 2.

Рис. 2. Схематическое изображение расположения элементов установки


На люминесцентном экране, поверхность которого перпендикулярна оптической оси установки, с помощью линзы L1 и держателя лампы, проецируется освещенная область с резкими краями (диаметром примерно 6 см). Затем экран поворачивается на угол 15 ° к оптической оси. Датчик люксметра при этом направить к центру освещенного круга.
Перед началом измерения люксметр необходимо откалибровать.
Интенсивность излучения измеряется с шагом угла 5 °-10 ° при постоянном освещении экрана. В каждом измерении необходимо учитывать собственное послесвечение экрана, которое измеряется при выключенной лампе и вычитается из основной интенсивности излучения.

Грубая поверхность экрана, покрытого сульфидом цинка, делает его практически идеальным диффузионно рассеивающим источником Ламберта.




Краткая теория и оценки

Типичный источник света, имеющий силу света I (единицы измерения - кандела, кд), посылает световой поток Ф (единица измерения – люмен, лм) равномерно по всем угловым направлениям. Сила света в пределах выделенного телесного угла определяется как


(1)

Для остальных источников света, которые сами не светятся, но отражают падающий на них свет, выполняется следующее соотношение



, (2)

где - светимость поверхности.

Если на поверхность падает световой поток , то освещенность поверхности (единица измерений люкс, лк) определяется как

(3)
Светимость поверхности, которая рассеивает свет диффузионно и равномерно по всем направлениям (источник Ламберта) в направлении, составляющим угол к перпедикуляру, восстановленному к этой поверхности (рис. 3), дается следующим отношением:

. (4)

Таким образом:



(5)

Рис. 3: Связь между светимостью и направлением наблюдения.


Согласно (1), световой поток пропорционален в пределах телесного угла (закон Ламберта). Согласно (3), он также от освещенности поверхности, которая может быть непосредственно измерена с помощью люксметра.

Рис. 4 показывает значение измеренной освещенности как функцию косинуса угла падения. Линейный вид зависимости доказывает справедливость закона Ламберта.



Рис. 4: Освещенность как функция косинуса угла наблюдения.


На рисунке 5 значение освещенности от угла построено в полярных координатах , где величина вектора Е (ось Y) зависит от значения угла (ось Х) , экстремальные значения которого расположены на окружности, координаты центра которой

Рис. 5. Освещенность как функция косинуса угла наблюдения в полярных координатах.


Замечание:

уравнение окружности радиуса R и центром c координатами (x = 0; у = R/2)



Преобразование к полярным координатам происходит следующим образом







Рис. 5 справедлив для и



Упражнение 1. Установить вид зависимости освещенности рассеивающей поверхности от угла падения света.

Контрольные вопросы.

Laboratory Experiments  Physics  © Phywe Systeme GmbH & Co. KG  D-37070 Goettingen  P2240400

Похожие:

Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа 2 проверка закона био  Савара 
Цель работы – изучение характеристик магнитного поля и закона электромагнитной индукции
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа №3 Проверка закона сохранения импульса Бригада
Цель работы: проверить выполнения закона сохранения импульса при упругом и неупругом столкновении шаров
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа 05 проверка основного закона динамики вращательного движения на маятнике обербека москва 2005 г
Цель работы: Экспериментальная проверка прямой пропорцио­нальной зависимости между моментом внешних сил и угловым ускорением при...
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа Проверка основного закона динамики для вращательного движения при помощи маятника Обербека. Сарапул
Цель работы: Проверка пропорциональной зависимости между моментом силы действующим на тело и угловым ускорением, с которым вращается...
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа №04 изучение законов постоянного тока
Цель работы: определение сопротивления металлического проводника экспериментальная проверка закона Ома в дифференциальной форме,...
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа №1 Работа в Oracle Database Express Edition 1 Лабораторная работа №6
Лабораторная работа Выполнение расчетов с использованием программирования в среде Visual Basic for Applications
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа №4 определение взаимной индуктивности контуров (катушек)
Изучение явлений электромагнитной индукции, самоиндукции, взаимной индукции; экспериментальная проверка закона электромагнитной индукции...
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа №157 проверка применимости уравнения менделеева-клайперона к воздуху при условиях, близких к нормальным
Целью работы является проверка применимости уравнения состояния идеального газа для воздуха при комнатной температуре и давлениях,...
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа №2 Методы расчета резистивных цепей, основанные на законах Кирхгофа
Убедиться в справедливости методов законов Кирхгофа (мзк) путем проведения расчетного эксперимента
Лабораторная работа проверка справедливости закона ламберта iconЛабораторная работа № Проверка статистической гипотезы о виде распределения
Молодежная школа. Прикладные методы статистического анализа. Лабораторный практикум
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org