Nazwisko i imię :	Wydział : Nawigacyjny	Kierunek : Nawigacja
Grupa laboratoryjna : 2	Data wykonania :	Data oddania :
Temat ćwiczenia : Sprawdzanie prawa Lamberta i wyznaczanie natężenia źródła światła.	Uwagi :	Ocena :

W fotometrii rozróżniamy kilka wielkości fizycznych, przy czym główną jest natężenie źródła światła. Pozostałe jednostki fotometryczne ustala się jako pochodne, na podstawie praw wiążących je z natężeniem. Jednostką natężenia źródła światła - światłości (ilość energii świetlnej wysyłanej przez źródło w jednostce czasu) jest kandela (cd). Źródłem promieniowania świetlnego o natężeniu 1 kandeli jest rurka z tlenku toru w temperaturze krzepnięcia platyny (2042 K), przy ciśnieniu 1 atmosfery fizycznej, z otworkiem o powierzchni
.

Strumień świetlny jest to ilość energii, którą przenoszą promienie świetlne przez daną powierzchnię w jednostce czasu. Jednostką strumienia świetlnego jest lumen. Strumień świetlny emitowany przez punktowe źródło światła:

Gdy punktowe źródło światła promieniuje równomiernie we wszystkich kierunkach, wówczas:

gdzie:

- strumień świetlny;

I - natężenia źródła światła;

- kąt bryłowy.

Oświetlenie jest to stosunek strumienia świetlnego padającego prostopadle na element powierzchni ds, do tejże powierzchni. Jednostką oświetlenia jest luks:

Kiedy punktowe źródło światła o natężeniu I, znajduje się w odległości r od powierzchni na którą pada, a ponad to pod kątem do normalnej, oświetlenie wyraża się wzorem:

Powyższa zależność przedstawia prawo Lamberta.

Wykonanie ćwiczenia:

Na ławie optycznej umieszczono punktowe źródło światła oraz stolik obrotowy z fotoogniwem luksomierza. Stolik obrotowy posiada kątomierz do pomiaru kąta padania promieniowania na płytkę fotoogniwa. Kątomierz ustawiono na zero. Przy niezmienionej pozycji kątomierz odczytywano oświetlenie E oraz odległość r, którą następnie zwiększano o 0,5 m. Czynności te powtórzono dla kąta 30o. Wyniki przedstawiono w tabeli :

r [m]	E dla 0st[lx]	E dla 30st [lx]	1/r^2 [m^-2]	1/dr^2
0,3	16	13,5	11,11	0,074
0,35	12,5	10,5	8,16	0,047
0,4	10	8,5	6,25	0,031
0,45	8	7	4,94	0,022
0,5	7	6	4,00	0,016
0,55	6	5	3,31	0,012
0,6	5,25	4,5	2,78	0,009
0,65	4,5	3,5	2,37	0,007
0,7	4	3,25	2,04	0,006

dr= 0,001m

dE=0,25lx

Obliczenia:

Wzór wykresu E(r-2) dla 0st: y=0,754x-1,1418

I=a=0,75cd

Wzór wykresu E(r-2) dla 30st: y=0,8808x - 1,0485

a=I*cos
=0,88

Błędy jakie się wkradły do pomiarów wynikają z niedokładności przyrządów pomiarowych oraz z niewłaściwych warunków przeprowadzania doświadczeń. Na błędy ma także wpływ dokładność luksomierza, który nie był zbyt dokładny.

Drugim etapem ćwiczenia jest zmierzenie oświetlenia przy zmiennym kącie, a stałej odległości. Pomiary przeprowadzono dla odległości r=0,3m i r=0,4m. Wyniki pomiarów

zebrano w tabeli:

kąty (rad)	E dla 30cm [lx]	E dla 40cm [lx]	d alfa (rad)	SIN alfa	dcosalfa	COS alfa
0,000	17	10	0,0175	0,00	0,0000	1,00
0,175	16	10	0,0175	0,17	0,0030	0,98
0,349	15	9	0,0175	0,34	0,0060	0,94
0,524	14,5	8,5	0,0175	0,50	0,0087	0,87
0,698	12,5	7,5	0,0175	0,64	0,0112	0,77
0,873	10,5	6,75	0,0175	0,77	0,0134	0,64
1,047	8,5	5,75	0,0175	0,87	0,0151	0,50
1,222	6	4	0,0175	0,94	0,0164	0,34
1,396	3	1,75	0,0175	0,98	0,0172	0,17
1,571	0,5	0,5	0,0175	1,00	0,0175	0,00

d=0,0175rad dE=0,25lx

Obliczenia:

Równanie wykresu E(cos
) dla 0,3m: y=0,0622x-0,0225

Równanie wykresu E(cos
) dla 0,4m: y=0,1057x-0,0522

Błędy, którymi obarczone są wyniki jak i pomiary w ćwiczeniu wynikają głównie z niedokładności kątomierza na stoliku optycznym, a także z niewłaściwych warunków do przeprowadzenia ćwiczenia. Ćwiczenie przeprowadzane było w niecałkowitej ciemności, przy ścianie pokrytej farbą, której powierzchnia odbija światło. Te, jak i wiele innych (wymienionych wyżej) czynników wpływa na wyniki doświadczenia.

Wnioski:

Wartości odczytane z wykresu na pierwszych dwóch wykresach odbiegają znacznie od tych wyliczonych ze wzoru. Spowodowane to jest błędami aparatury, odbiciem światła od ścian a także błędami w odczytywaniu wyników.

---