background image

 

1

 

Politechnika Lubelska 

 

 

Wydział Elektrotechniki i Informatyki 

 

 

Katedra Sieci Elektrycznych i Zabezpieczeń 

 

 

Laboratorium Instalacji i Oświetlenia Elektrycznego 

 

 

Ćwiczenie nr 5  

WYZNACZENIE ROZKŁADU WIDMOWEGO MOCY PROMIENISTEJ 

ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA ORAZ OKREŚLENIE JEGO 

TEMPERATURY BARWOWEJ 

 

background image

 

2

1. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE 

Cel i zakres ćwiczenia. Wyznaczyć krzywą rozkładu widmowego mocy promienistej 

żarówki,  świetlówki kompaktowej i indukcyjnego źródła  światła, a także obliczyć ich 
temperaturę barwową metodą uproszczoną na podstawie wzoru Plancka. 

Ilość energii Pr/Qr wysyłanej przez źródło promieniowania w czasie t, 

d Qr

d t

 nazywamy 

strumieniem energetycznym Fe źródła promieniowania, a natomiast strumień energetyczny 
wysyłany przez to źródło w wąskim przedziale długości  fal,  nazywamy  gęstością 
monochromatyczną strumienia energetycznego 

Fe

d Fe

d

λ

λ

=

  [ w nm

-1

 

   (1.1 

Pomiar gęstości monochromatycznej, a więc wielkości  świetlnej przy danej długości fali 
zakresu widzialnego jest zadaniem działu techniki .świetlnej zwanego spektrofotometrią. 
Spektrofotometria służy do analizy widmowej pozwalającej na ustalenie jakościowego składu 
ciał złożonych, a jej zaletą jest duża czułość pozwalająca na wykrywanie nawet znikomych 
procentów składników ciała złożonego. Technika świetlna wykorzystuje pomiary 
spektrometryczne do badania zmienności zjawisk świetlnych w zakresie fal widzialnych 
a także do wyznaczenia monochromatycznej gęstości danej wielkości widmowej. 
Do pomiarów spektrofotometrycznych niezbędne są urządzenia pozwalające na 
wyodrębnienie z całego widma promieniowania źródła  światła, tę jego część zawartą 
w przedziale długości fal. 

λ

λ

λ

=

2

1

 

     (1.2 

Przedział ten może być mniej lub bardziej wąski i musi dać się wyodrębnić w całym zakresie 
widma widzialnego w dowolnym jego, punkcie lub wielu punktach rozłożonych możliwie 
równomiernie w całym zakresie widzialnym. 

 

Rys. 1.1. Schemat budowy monochromatora.

 

 
Urządzeniem, które służy do tego celu jest monochromator, gdzie źródło promieniowania Z 
oświetla szczelinę wejściową  1  kolimatora  K. Szczelina ta znajduje się w ognisku 
skorygowanej chromatycznie soczewki S1. Soczewka kolimatora rzuca wiązkę równoległą na 
pryzmat P, który załamuje i rozszczepia przechodzące promienie i kieruje je na soczewkę S2
Soczewka S2 daje obraz widma w płaszczyźnie szczeliny wyjściowej 2 znajdującej się w jej 
ognisku. Przesuwając szczelinę  2 o regulowanej szerokości równolegle do obrazu widma 
można wyodrębnić interesujący nas przedział 

∆λ długości fal. W praktyce zamiast ruchomej 

szczeliny  2 stosuje się szczelinę stałą, natomiast pryzmat P obraca się za pomocą  śruby 
mikrometrycznej. Dzięki takiemu rozwiązaniu na szczelinę można kierować dowolną część 
widma. 

background image

 

3

Pomiar energii zawartej w przedziale 

∆λ  długości fal wyodrębnionych przez szczelinę 

wyjściową, można dokonywać metodami: subiektywną, obiektywną i fotograficzną. Metoda 
subiektywna polega na porównaniu okiem luminancji dwu obok siebie leżących pól, z 
których jedno jest oświetlone wycinkiem o szerokości 

∆λ widma badanego źródła  światła, 

drugie natomiast oświetlone takim samym wycinkiem widma o szerokości 

∆λ wzorcowego 

źródła światła. Metoda obiektywna to pomiar prądu fotoogniwa lub komórki fotoelektrycznej 
naświetlanej kolejno badanym i wzorcowym źródłem  światła. Przy metodzie fotograficznej 
dokonuje się pomiaru zaczernienia kliszy fotograficznej naświetlanej kolejno badanym 
i wzorcowym źródłem promieniowania. Obrazy widma są przesunięte względem siebie 
i porównuje się ich zaczernienie przy danej długości fali, co jest miarą stosunku energii 
padającej na kliszę. 
W laboratorium do pomiarów jest wykorzystywany monochromator lusterkowy typu 
Wadswortha, SPM-1, którego schemat optyczny przedstawiono na rys.2. 
 

 

Rys. 1.2. Schemat budowy monochromatora lusterkowego typu Wadswortha. 

Obraz badanego lub wzorcowego źródła  światła rzucany jest przez kondensor na szczeliną 
wejściową  1, która znajduje się w ognisku zwierciadła wklęsłego  Z1. Zwierciadło to rzuca 
wiązkę promieni równoległych na zwierciadło płaskie  Z2. Wiązka promieni po odbiciu 
kierowana jest na pryzmat P (szklany lub kwarcowy) zależnie od interesującego nas zakresu 
promieniowania. Pryzmat ten obraca się dookoła osi 0 razem ze zwierciadłem  Z3. Obrót 
następuje przy pokręcaniu  śruby mikrometrycznej, której bębenek jest wyskalowany 
w działkach. Zależność między długością fali 

λ przypadającej w środku pola szczeliny 

wyjściowej znajdującej się w ognisku zwierciadła Z3 a położeniem śruby mikrometrycznej 

dla pryzmatu szklanego jest podana na rys.3 wraz z krzywą dyspersji 

λ

λ

1n m

f

= ( )

 podającej 

jaki przedział widma zawarty jest w szczelinie wyjściowej o szerokości 1mm (w wartościach 
względnych w stosunku do 

∆λ dla 560 nm). 

Jak wynika z wykresu wraz ze wzrostem długości fali przedział ten szybko rośnie, zwłaszcza 
w zakresie fal dłuższych, gdzie należy stosować możliwie wąską szczelinę wyjściową dla 
uzyskania dokładnych pomiarów.  
Odbiornikiem promieniowania wychodzącego ze szczeliny wyjściowej monochromatora 
może być: 
−  ogniwo fotoelektryczne lub komórki fotoelektryczne dla zakresu widzialnego i nadfioletu, 
−  ogniwa lub stosy termoelektryczne dla zakresu podczerwieni. 
Czułość próżniowych ogniw fotoelektrycznych jest bardzo mała; dla zwiększenia ich czułości 
stosuje się fotopowielacze, których zasada działania przedstawiona jest na rys. 1.4. 

background image

 

4

Fotoelektrony emitowane z fotokatody K pod wpływem działania pola elektrycznego są 
przyśpieszane i padają na katodę pośrednią, z powierzchni której wywoływana jest emisja, 
wtórna itp. aż do ostatniej elektrody, którą jest anoda. Liczba wtórnych emiterów 
w zależności od konstrukcji zmienia się od 10 do 15. Fotopowielacz charakteryzuje się 
również prądem ciemniowym, który przepływa przy nieobecności strumienia świetlnego, 
a jego wartość wzrasta ze wzrostem napięcia anodowego. 
 

 

Rys. 1.3. Krzywa wzorcowania monochromatora oraz krzywa dyspersji.  

 

 

Rys. 1.4. Schemat budowy fotopowielacza. 

Należy wystrzegać. się wykonania pomiarów przy małych wielkościach świetlnych, ponieważ 
wówczas należy dodatkowo chłodzić fotopowielacz, którego prąd wynosi od 5 10

-8

 do 10

-10

 

A. 
Przed przystąpieniem do wykonania pomiarów monochromatorem należy dokonać jego 
wzorcowania, jeżeli nie zostało ono wykonane wcześniej. Do wzorcowanie wykorzystuje się: 

lampy widmowe, czyli lampy wyładowcze wypełnione różnego rodzaju gazami i parami 
metalu dające widmo prążkowe,

 

-  lampy wzorcowe, czyli lampy o znacznym rozkładzie energii w ich widmie, będące 

promiennikami temperaturowymi o określonej temperaturze barwowej, zwykle 2854 K.  

Znając temperaturę barwową wzorcowego źródła możemy określić z prawa Planka rozkład 
widmowy energii promieniowanej. Przy wykonywaniu pomiarów odczyty należy wykonywać 
co 10 nm. 
 

W laboratorium znajduje się monochromator firmy Zeiss typ SPM-1 wyposażony 

w pryzmat szklany i kwarcowy, jako odbiornik służy fotopowielacz o czułości maksymalnej 

background image

 

5

dla długości fal 

λ = 800 nm. Obudowa fotopowielacza wykonana jest z żelaza celem 

zabezpieczenia go od wpływu zewnętrznych pól elektromagnetycznych. Fotopowielacz jest 
zasilany napięciem stałym kablem koncentrycznym z zasilacza wysokiego napięcia ZWN-2,5. 
Przed rozpoczęciem pomiarów zasilacz powinien być włączony do sieci celem rozgrzania 
i ustalenia się jego parametrów. Przełącznik polaryzacji ustawiony na zero, jak również 
przełączniki poziomu napięcia anodowego. Po osiągnięciu gotowości zasilacza do pracy, 
przełącznik polaryzacji należy ustawić na ,, - ‘’ i wymaganą wartość napięcia anodowego. 
Monochromator wyposażony jest w pryzmat zwierciadłowy Nr 3711 o kącie  łamiącym 59

° 

59’ 37 ”. Do skalowania była użyta lampa fluorescencyjna emitująca prążki rtęciowe 
o długościach fal 365 nm, 404,7 nm, 435 nm, 545,8 nm, 579 nm i 1014 nm przy szczelinie 
wejściowej 0,1 mm i szczelinie wyjściowej 0,05 mm. 

Napięcie

 anodowe na fotopowielaczu 

wynosiło 900 V, a dane przedstawiono w tablicy 1. 

Tablica 1. 

λ [ nm. ] 

dz. bębna [ dz. ] 

365 1790.5 

404.7 1623.0 
435.8 1530.2 
545.8 1343.2 
579.0 1311.6 

1014.0 1127.5 

 
Dokonano wyboru pasm, które pokrywają cały zakres widmowy, wybrano szerokość 
szczeliny wyjściowej, aby w szczelinie mieścił się zakres 

λ = 15 nm. w punkcie, gdzie 

występuje prążek rtęciowy i 

∆λ = 20 nm. w pozostałych częściach widma, co przedstawione 

jest w tablicy 2. 
 

Tablica 2. 

Lp. Granice 

pasma 

∆λ 

λ 

działek 

bębna 

S1 = 

∆λ/ 

  0,01nm    

S2 Prążki 

 nm nm 

nm   

  nm   

1 400-415 15 407,5 1619,0  0,051  2,94 404,7 
2 415-430 15 422,5 1567,0  0,059  2,54 

 

3 430-445 15 437,5 1531,0  0,068  2,21 435,8 
4 445-465 20 445,0 1489,0  0,079  2,53 

 

5 465-485 20 475,0 1449,5  0,093  2,15 

 

6 485-500 15 492,5 1421,5  0,106  1,43 491,5 
7 500-520 20 510,0 1396,5  0,120  1,67 

 

8 520-535 15 527,5 1374,0  0,133  1,13 

 

9 535-550 15 542,5 1356,0  0,146  1,03 545,8 

10 550-570  20 560,0  1336,0  0,163  1,23 

 

11 570-585  15 577,5  1318,0  0,180  0,83  579,0 
12 585-605  20 595,0  1302,0  0,200  1,00 

 

13 605-625  20 615,0  1285,0  0,222  0,90 

 

14 625-645  20 635,0  1270,0  0,245  0,82 

 

15 645-665  20 655,0  1257,0  0,270  0,74 

 

16 665-685  20 675,0  1245,0  0,294  0,68 

 

17 685-705  20 695,0  1235,0  0,320  0,63 

 

 
Fotopowielacz jest również charakteryzowany przez krzywą liniowości, czyli zależności 
prądu fotoelektrycznego od padającej na fotokatodę ilości energii świetlnej racjonowanej 
szerokością szczeliny. 

background image

 

6

Szczelina wejściowa ustalona została na 0,2 mm Długość fali padającej na fotopowielacz 580 
nm (1316 działek bębna monochromatora). Szczelina wyjściowa była zmieniana od 0,0 do 0,2 
mm co 0,05 mm Pomiar był wykonywany przy dwóch wartościach napięć anodowych 
fotopowielacza 900 i 1100 V. Wyniki pomiarów przy oświetleniu szczeliny wejściowej 
żarówką o mocy 150 W i napięciu zasilającym 220 V zebrano w tablicy 3. 

Tablica 3. 

U [ V ] 

 

 

 900 

1100 

S2 [ mm ] 

 

 

 

[ dz. galw. ] 

[ dz. galw. ] 

0 1,6 2,8 

0,05 1,85 3,25 

0,1 2,15 3,70 

0,15 2,40 4,12 

0,2 2,65 4,5 

 
Natomiast zależność prądu fotoelektrycznego od napięcia zasilającego przy długości fali 
świetlnej 560 nm. /1336 dz. wykonano przy S1 = 0,2 mm, S2 = 1,2 mm Wyniki pomiarów 
przedstawiono w tablicy 4. 

Tablica 4. 

U [ V ] 

300 

500 

700 

900 

1100 

[ dz. ] 

0,05 

0,2 

1,3 

6,35 

 
Względny rozkład energii E

λ promieniowania ciała czarnego w temperaturze 2854 K. 

Energię promieniowania przy 

λ = 560 nm. przyjęto za 100. 

Tablica 5.

 

Długość 

fali 

Względna 

energia 

promieniowa

nia 

Długość 

fali 

nm 

Względna 

energia 

promieniowa

nia 

Długość 

fali 

nm 

Względna 

energia 

promieniow

ania 

380 9,79 515 69,25 650 

165,03 

385 10,90 520 72,50  655 168,51 
390 12,09 525 75,79  660 171,96 
395 13,36 530 79,13  665 175,38 
400 14,71 535 82,52  670 178,77 
405 16,15 540 85,95  675 182,12 
410 17,68 545 89,41  680 185,43 
415 19,29 550 92,91  685 188,70 
420 21,00 555 96,44  690 191,93 
425 22,79 560 100,00 695 195,12 
430 24,67 565 103,58 700 198,26 
435 26,64 570 107,18 705 201,36 
440 28,70 575 110,80 710 204,41 
445 30,85 580 114,44 715 207,41 
450 33,09 585 118,08 720 210,36 
455 35,41 590 121,73 725 213,26 
460 37,82 595 125,39 730 216,12 
465 40,30 600 129,04 735 218,92 
470 42,87 605 132,70 740 221,66 
475 45,52 610 136,34 745 224,36 
480 48,25 615 139,99 750 227,00 
485 51,04 620 143,62 755 229,58 

background image

 

7

490 53,91 625 147,23 760 232,11 
495 56,85 630 150,83 765 234,59 
500 59,68 635 154,42 770 237,01 
505 62,93 640 157,98 775 239,37 
510 66,06 645 161,51 780 241,67 

 
Natomiast krzywą rozkładu widmowego względnych wartości energii promieniowanej przez 
ciało czarne w temperaturze 2854 K przedstawia rys. 5. 
 

 

Rys. 1.5. Krzywa rozkładu widmowego względnej energii promieniowania, ciała czarnego w temperaturze 2854 K. 

background image

 

8

2. PROGRAM ĆWICZENIA 

2.1. WYZNACZYĆ KRZYWĄ ROZKŁADU WIDMOWEGO MOCY 

PROMIENISTEJ ŻARÓWKI 

Wyznaczenie krzywej względnego rozkładu widmowego energii wysyłanej przez źródło 
światła polega na porównaniu energii E wysyłanej przez badane źródło  światła w małym 
przedziale długości fal 

∆λ z energią wysyłaną w tym samym przedziale ∆λ przez  wzorcowe 

źródło  światła o znanym względnym rozkładzie widmowym. Wzorcowym źródłem  światła 
jest  żarówka gazowana, której barwa  światła odpowiada barwie światła czarnego 
w temperaturze 2854 K. 
Połączyć układ pomiarowy jak na rys. 2.6. 
 

 

Rys. 2.1. Schemat połączeń do wyznaczania rozkładu widmowego energii promieniowania. 

Żarówkę wzorcową umieścić w oprawie i otworem oprawy przybliżyć do szczeliny 
wejściowej monochromatora. Zasilić  żarówkę wzorcową napięciem wg protokółu 
wzorcowania. Dobrać szerokość szczeliny wejściowej oraz wyjściowej, aby zapewnić 
maksymalne wychylenie mikroamperomierza. W czasie wykonywania pomiarów szerokości 
szczelin nie należy zmieniać. Oświetlając szczelinę wejściową  żarówką wzorcową 
odczytywać jednokrotnie co 10 nm. wskazania mikroamperomierza notując je w tablicy 6. 
Identycznie należy postąpić z żarówką badaną, którą zasila się napięciem podanym przez 
prowadzącego ćwiczenie. 
Nie przeprowadzać pomiarów w miejscu istnienia prążków, wówczas należy bocznikować 
mikroamperomierz. 

 

 

background image

 

9

Tablica 6. 

U

w

 =..... V, U

b

 =.....V, S1 =......mm, S2 =......mm 

 działki 

bębna 

α

w

 

α

b

 E’

λW

 

α

b

/

α

w

 E’

λb

 

100/ 

E’

b

=560 

E”

b

 

 dz. 

b. dz.sk. 

dz.sk. %    % 

 

380  

 

       

 

 

390  

 

       

 

 

• 

 

 

 

 

 

 

 

 

• 

 

 

 

 

 

 

 

 

• 

 

 

 

 

 

 

 

 

780  

 

       

 

 

 
Wartości mocy promienistej źródła  światła występujące na danej długości fali 

λ należy 

wyrazić w jednostkach względnych w stosunku do wartości mocy źródła przy długości fali 
promieniowania 

λ = 560 nm. Gęstość monochromatyczną mocy promienistej dla danej 

długości fali można określić ze wzoru: 

%

100

560

=

E

E

E

W

λ

 

   (2.1) 

gdzie: E’

560

 = 100% 

%

100

=

λ

λ

λ

λ

α

α

W

b

W

b

E

E

 

  (2.2) 

gdzie:  
−  E’

W

λ

 - gęstość monochromatyczna mocy promienistej żarówki wzorcowej w procentach 

/E’

W560

 = 100% /, 

E’

b

λ

  - gęstość monochromatyczna mocy promienistej żarówki w procentach  /E’

b560

=100%/. 

Zależność E’

b

λ

 = f ( 

λ ) można przedstawić wykreślnie przy założeniu,  że gęstość 

monochromatyczna dla długości 

λ = 560 = 100% 

%

100

560

=

′′

b

b

b

E

E

E

λ

λ

 

   (2.3) 

2.2. OKREŚLIĆ TEMPERATURĘ BARWOWĄ BADANEJ ŻARÓWKI 

Temperaturę barwową badanej żarówki można określić metodą uproszczoną wg 

wzoru Planka i znanej gęstości monochromatycznej mocy promienistej badanej żarówki dla 
dwu długości fal widma widzialnego. Temperaturę barwową obliczamy z formuły: 

[ ]

K

E

E

c

T

Tc

Tc

⎟⎟

⎜⎜

+

′′

=

2

1

2

1

2

1

2

1

2

0

ln

5

ln

)

(

λ

λ

λ

λ

λ

λ

λ

λ

   (2.4) 

 
gdzie: 
E’’

λ1Tc

 , E’’

λ2Tc

 - względna wartość mocy promieniowania badanej żarówki przy danej 

temperaturze barwy i określonych długościach fal otrzymane na podstawie pomiarów 
z poprzedniego punktu, 
−  λ

1

λ

- długości fal zbliżone do granicznych długości widma  

λ

1

 > 

λ

2,

 

−  c

2

 - stała 1,438 x 10

7

 nm. K. 

 

background image

 

10

2.3. WYZNACZENIE ROZKŁADU WIDMOWEGO LAMPY 

FLUOROSCENCYJNEJ I INDUKCYJNEJ 

 
Żarówkę wzorcową umieścić w oprawie i otworem przybliżyć do szczeliny wejściowej 
monochromatora i zasilić napięciem wg protokołu wzorcowania. Układ połączeń 
przedstawiono na rys.1. Dobrać szerokość szczelin monochromatora, aby zapewnić 
maksymalne wychylenie mikroamperomierza. W czasie wykonywania pomiarów szerokości 
szczelin nie należy zmieniać. Oświetlając szczelinę wejściową żarówką wzorcową , dokonać 
jednokrotnych odczytów co 10 nm notując je w tab.6. Po dokonaniu pomiarów żarówki 
wzorcowej w przedziale 380-780 nm, należy połączyć układ zasilania świetlówki. 
Świetlówka powinna być umieszczona w specjalnej rurowej oprawie, z otworem zbliżonym 
do szczeliny wejściowej monochromatora. Zasilić układ napięciem 220V. Przed 
przystąpieniem do odczytów należy odnotować temperaturę otoczenia. Odczyty jednokrotne 
notować w tab. 6. po 5-10 minutach od momentu zapłonu. Po spenetrowaniu przedziału 380-
780 nm należy każdy z zaobserwowanych prążków ustawić w środku szczeliny wyjściowej. 
Wyniki pomiarów odnotować w tab.7. Następnie dla tych samych nastaw bębna i szerokości 
szczeliny wyjściowej jednokrotnie dokonać odczytu oświetlając szczelinę wejściową żarówką 
wzorcową. 
 

Tablica 6. 

Żarówka wzorcowa 

 

U=......V,  

S1=......mm,  

Świetlówka 

  U=......V, S2=.......mm, 

to 

......

°C 

Liczba Długość Widmo 

ciągle 

α

c

 

Tło 

ciągłe 

α

c

 

Prążek 

 

α

p

 

Łącznie 

 

α 

E’

s

 Widmo 

ciągłe 

α

w

 

E’

w

 

działek 

bębna 

fali 

      

 

dz. 

nm 

dz. sk 

dz. sk  

dz. sk  

dz. sk 

%  

dz. sk  

%  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tablica 7. 

 Prążek  

Wskazania 

mikroamperomierza 

Szerokość szczeliny 

wyjściowej 

Nastawa bębna 

λ 

Barwa 

α 

δ 

[ dz. ] 

[ nm ] 

 

[ dz. sk. ] 

[ nm. ] 

 

 

 

 

 

 
W oparciu o wyniki pomiarów z tablicy 7 należy dla poszczególnych prążków wykreślić 
zależność 

α = f(δ) (δ - szerokość szczeliny wyjściowej ) oraz wyznaczyć 

p

c

α

α

α

λ

+

=

  

 

 

 

(2.5) 

gdzie: 
− 

c

α

 - wskazania miernika w widmie ciągłym, 

− 

p

α

 - wskazania miernika w miejscu prążka. 

Obliczenia rozkładu widmowego mocy promienistej przeprowadzić należy wg wzorów 6 - 12 
i zamieścić w tablicy 8. 
Wskazania mikroamperomierza ogniwa, które oświetlane jest pasmem widma wzorcowego 
o szerokości 

λ

 można obliczyć ze wzoru : 

background image

 

11

λ

λ

λ

λ

α

s

kE

W

=

    (2.6 

gdzie:  
− 

λ

 - pasmo długości fal objęte szczeliną wyjściową, 

− 

λ

 - czułość względna ogniwa dla długości fali, 

− 

λ

 - gęstość monochromatyczna mocy promienistej w paśmie 

1

λ  - 

2

λ , gdzie: 

λ

λ

λ

+

=

1

2

   

 

 

 

(2.7 ) 

Dla badanego źródła można zapisać analogicznie: 

k

b

b

s

kE

λ

α

λ

=

    (2.8 

dzieląc przez siebie równania 7 i 6 otrzymamy: 

λ

λ

α

α

W

b

w

b

E

E

=

 

 

 

 

 

(2.9 ) 

czyli 

W

b

W

b

E

E

α

α

λ

λ

=

  

 

 

 

(2.10 ) 

Dysponując rozkładem gęstości monochromatycznej mocy promienistej źródła wzorcowego 
podanym w tablicy, możemy wyznaczyć rozkład gęstości monochromatycznej badanego 
źródła światła. 
Wartość mocy odnosimy do wartości gęstości monochromatycznej mocy promienistej 
występującej na długości fali 

λ  = 560 nm. Wartość  gęstości monochromatycznej mocy 

promienistej dla danej długości fali 

( )

λ

E

 określamy ze wzoru: 

( )

%

100

560

E

E

E

b

λ

λ

=

 

   (2.11 

Podstawiając do wzoru /9/ mamy: 

%

100

W

b

W

b

E

E

α

α

λ

λ

=

 

   (2.12 

  
gdzie: 
− 

λ

W

E′  - gęstość monochromatyczna mocy promienistej źródła wzorcowego w % (przy 

założeniu, że %

100

560

=

λ

W

E

− 

λ

b

E′  - gęstość monochromatyczna mocy promienistej badanego źródła światła w % (przy 

założeniu, że, %

100

560

=

λ

b

E

%

100

560

E

E

E

b

b

=

′′

λ

λ

 

   (2.13 

gdzie: 

λ

b

′′  - gęstość monochromatyczna mocy promienistej badanego źródła  światła w % 

(przy założeniu, że %

100

560

=

λ

b

E

). 

Dla lamp posiadających złożone widmo światła będące wypadkową widma ciągłego 
luminoforu i widma prążków rtęci można przyjąć,  że moc promienista widma ciągłego dla 
danego wąskiego pasma, które wychodzi ze szczeliny wyjściowej zmienia się proporcjonalnie 
do szerokości szczeliny wyjściowej. Do momentu, kiedy szczelina wyjściowa będzie szersza 
od prążka, to moc promienista w samym .prążku nie będzie zależała od szerokości szczeliny 
wyjściowej, to jest ona skończona, i kiedy nastąpi zwężenie szczeliny wyjściowej do wartości 
równej szerokości prążka i mniejszej, wówczas teoretycznie prosta załamie się i podąży do 
początku układu współrzędnych. Z aproksymacji tej prostej można wyznaczyć pośrednio 
rozkład widmowy mocy promienistej widma ciągłego występującego  łącznie z prążkiem. 

background image

 

12

Widmo ciągłe 

c

α

 wyznacza się dla poszczególnych prążków, kiedy są one ustawione 

w  środku szczeliny wyjściowej o szerokości 

δ . Odczyty mikroamperomierza dokonuje się 

dla różnych wartości 

δ . 

Posługując się graficzną interpretacją powyższego można określić zależność widma ciągłego 
od szerokości szczeliny wyjściowej 

β

δ

α

tg

*

=

c

   

 

 

 

(2.14 ) 

gdzie: 

β

tg  - tangens kąta nachylenia widma i prążka. 

2.4. SPOSÓB OPRACOWANIA WYNIKÓW BADAŃ 

W oparciu o dane zawarte w tablicy 7 wykreślić dla poszczególnych prążków zależność 

( )

δ

α

f

=

. Przedstawić graficznie rozkład widmowy mocy promienistej badanego źródła 

światła. Omówić pojęcie temperatury barwowej, metody wyznaczania temperatury barwowej.