75
30 Окт 2018 в 09:52 30.10.2018 в 09:52

Фотометр

Содержание

Сравнение световых потоков двух различных источников света и измерение силы света источника составляет практическую задачу, которая возникает при измерении фотометрических величин. Данная задача решается за счет сравнения освещенности двух смежных поверхностей, освещенных двумя различными источниками с использованием законов освещенности. Приборы, с помощью которых осуществляется этот процесс, называются фотометрами.

Фотометр является простым универсальным средством исследования оптических свойств. Он предназначен для измерения коэффициентов пропускания и отражения света, на основании которых можно легко вычислить оптическую плотность и другие характеристики материалов.
Визуальный фотометр предназначен для измерения соотношений коэффициентов пропускания к отражению (спектральных и интегральных), а также на их основании – оценки оптической плотности негативов и оттисков, белизны и блеска бумаги.

Законы освещенности

Освещенность – это характеристика не источника света, а той поверхности, на которую он падает.

Освещенность численно равна световому потоку, падающему на единицу площади освещаемой поверхности, т.е:

E=dΦdSE=\frac{d\Phi }{dS}

Положив dΦ - 1 лм и dSdS = 1 м2, получим единицу освещенности – люмен на квадратный метр (лм / м2), или люкс (лк).

Если произвольно ориентированная поверхность dSdS освещается точечным источником света SS': то

Фотометр.png

dS=dS0cosα=r2dωcosαdS=\frac{d{{S}_{0}}}{\cos \alpha }=\frac{{{r}^{2}}d\omega }{\cos \alpha }

подставив выражение dSdS, получим формулу Ламберта

E=dΦcosαr2dω=Icosαr2E=\frac{d\Phi \cos \alpha }{{{r}^{2}}d\omega }=\frac{I\cos \alpha }{{{r}^{2}}}

Данная формула выражает два закона освещенности, сформулированные немецким ученым И. Г. Ламбертом (1728-1777).

Законы освещенности гласят:

  1. освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света;
  2. освещенность прямо пропорциональна косинусу угла падения света.

Фотометр Люмера-Бродхуна

Излучение от двух источников можно сравнивать с помощью чувствительных фотоэлементов, болометров и термостолбик (для полного поглощения света поверхность болометра и внутренние спаи термостолбика зачерняют), а также визуальным способом.

Одним из распространенных визуальных фотометров является фотометр Люмера-Бродхуна:

Фотометр2.png

Основной его частью является кубик, составленный из двух трехгранных призм 1, 2 (одинакового стекла), из которых одна имеет слегка выпуклую поверхность. На поверхности соприкосновения призм, благодаря хорошей шлифовке поверхностей, создается оптический контакт призм abab (через эту область свет проходит без преломления и отражения). Поэтому лучи от источника S1S_1 проходят через контакт abab в зрительную трубу ТТ, создавая в центре поля наблюдателя определенную освещенность Е1Е_1. От источника S2S_2 в зрительную трубу ТТ попадают только те лучи, которые испытывают полное внутреннее отражения в призме 2 вне оптического контакта abab. Эти лучи создают в поле зрения наблюдателя кольцо с освещенностью Е2Е_2 Перемещением источников S1S_1 и S2S_2 достигают одинаковых освещенностей I1I_1 и I2I_2, тогда по формуле выражения законов освещенности Ламберта получим:

I1r12=I2r22\frac{{{I}_{1}}}{r_{1}^{2}}=\frac{{{I}_{2}}}{r_{2}^{2}}

или

I1I2=r12r22\frac{{{I}_{1}}}{{{I}_{2}}}=\frac{r_{1}^{2}}{r_{2}^{2}}

Если один из источников является эталонным, то по данной формуле можно определить силу света второго источника.

Автор статьи
+0
-0
Нет комментариев
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат

Интересные статьи за сегодня

Где лучше всего студентам живется?
5878 +84
1
Форму набора каждый выбирает сам – по возможностям или по желанию. Спешим обрадовать: у коммерции тоже есть плюсы.
5994 +72
1
Сегодня вы студент, а завтра уже нет. Как вернуться к учебе после отчисления?
6672 +70
0
Раскрываем различия между дипломом и магистерской диссертацией.
2352 +67
0
Все секреты SAT и ACT.
402 +52
0
Автор
Хотите выполнять заказы? Стать автором
Заказчик
Хотите заказать работу? Разместить заказ
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 28 732 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут