ЛАБЫ_ОМиТ / ЛР_5

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа новых производственных технологий

Обеспечивающее подразделение: Отделение материаловедения

Направление: 12.03.02 Оптотехника

ОТЧЁТ

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №5

ИЗУЧЕНИЕ ИНДИКАТРИС РАССЕЯНИЯ ОТРАЖАЮЩИМИ И ПРОПУСКАЮЩИМИ ОПТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАММИ дисциплина " Оптические материалы и технологии"

Выполнила:

студентка группы

Проверил:

доктор ф.-м.н. профессор (ОМ, ИШНПТ) ______________ Е.Ф. Полисадова

Томск - 2023

Цель работы: ознакомление с образцами различных светорассеивающих материалов на основе полиметилметакрилата и других органических материалов. Определение группы материала в соответствии с ГОСТ-9784-61.

Описание установки

Измерения проводятся на гониофотометре, схема которого представлена на рис.

Рисунок 1. Схема гониофотометра.

1. Основание;

2. Лимб отсчета угла фотометрирования;

3. Лимб отсчета углов падения света на образец;

4. Образец;

5. Осветитель;

6. Держатель световода;

7. Измерительный прибор усилителя фототока;

8. Переключатель режима работы усилителя;

9. Переключатель пределов измерений;

10. Установка нуля усилителя;

11. Усилитель фототока;

12. Клемма заземления гониофотометра;

13. Световод;

14. Блок питания осветителя;

15. Регулировка напряжения осветителя;

16. Фотоэлектронный умножитель;

17. Стопорный винт лимба угла поворота осветителя.

Гониофотометр состоит из основания 1, на котором расположены все остальные приборы и устройства. Образец 4 крепится на поворотном столике, на котором нанесен лимб отсчета углов падения света на образец 3. Осветитель 5 закреплен непосредственно с лимбом отсчета углов фотометрирования 2. Отраженный или рассеянный свет попадает в световод 12, закрепленный одним концом в держателе 6, а другим - у фотокатода фотоприемника 17. Пропорциональный силе света или яркости ток фотоприемника, в качестве которого служит фотоэлектронный умножитель, усиливается усилителем 2 с регистрирующим измерительным прибором 7.

Для расширения диапазона измерений служит переключатель пределов измерений 9. Правильный режим работы усилителя проверяется переключателем 8. Осветитель 5 работает от блока питания 14, на котором расположен тумблер включения осветителя 15 и ручка регулировки напряжения 16.

ХОД РАБОТЫ

ЗАДАНИЕ 1. Снять индикатрисы рассеяния материалов, предложенных преподавателем, на отражение и на просвет при перпендикулярном падении света на образец.

Таблица 1. Измерения фототока рассеяния бесцветного рифлёного полиметилметакрилата.

Угол поворота, град.	J, отн.ед.
0	45
5	40
10	35
15	30
20	28
25	28
30	28
35	28
40	28
45	28
50	28
55	26
60	24
65	22
70	20
75	20
80	18

Рисунок 2. Индикатриса рассеяния бесцветного рифлёного полиметилметакрилата при перпендикулярном падении света.

Таблица 2. Измерения фототока рассеяния красного рифлёного полиметилметакрилата.

Угол поворота, град.	J, отн.ед.
0	14
5	14
10	14
15	14
20	14
25	14
30	14
35	15
40	15
45	16
50	16
55	16,5
60	17
65	19
70	20
75	20
80	20

Рисунок 3. Индикатриса рассеяния красного рифлёного полиметилметакрилата при перпендикулярном падении света.

ЗАДАНИЕ 2. Для одного образца снять индикатрисы рассеяния на просвет и на отражение при углах падения света 0°, 15°, 30°, 45°.

ЗАДАНИЕ 3. Используя программу управления базой данных "Microsoft Excel", по результатам измерений построить графики зависимости яркости светового пятна от угла наблюдения.

Таблица 3. Измерения фототока рассеяния бесцветного рифлёного полиметилметакрилата при различных углах падения.

Угол поворота, град.	J0°, отн.ед.	J15°, отн.ед.	J30°, отн.ед.	J45°, отн.ед.
0	45	30	26	32
5	40	26	28	34
10	35	26	26	35
15	30	20	24	35
20	28	20	21	32
25	28	20	26	30
30	28	20	28	25
35	28	20	28	24
40	28	21	26	21
45	28	21	24	22
50	28	21	24	18
55	26	20	20	32
60	24	18	22	34
65	22	18	28	22
70	20	16	32	21
75	20	16	35	20
80	18	19	35	19

Рисунок 4. Индикатрисы рассеяния бесцветного рифлёного полиметилметакрилата на просвет и на отражение при углах падения света 0°, 15°, 30°, 45°.

Таблица 4. Измерения фототока рассеяния красного рифлёного полиметилметакрилата при различных углах падения.

Угол поворота, град.	J0°, отн.ед.	J15°, отн.ед.	J30°, отн.ед.	J45°, отн.ед.
0	14	16	16	16,5
5	14	16	16	17
10	14	16	17	19
15	14	16	17	18
20	14	16	17	18
25	14	16,5	17,5	19
30	14	17	18	20
35	15	17	19	20
40	15	17,5	19	20
45	16	18	20	19,5
50	16	19	20	19
55	16,5	19	20	19
60	17	20	19,5	18,5
65	19	20	19	18
70	20	20	18,5	17,5
75	20	20	18	17
80	20	19	18	17

Рисунок 5. Индикатрисы рассеяния красного рифлёного полиметилметакрилата на просвет и на отражение при углах падения света 0°, 15°, 30°, 45°.

ЗАДАНИЕ 4. Определить коэффициент рассеяния и степень рассеяния материала. Сделать заключение о группе светорассеивающего материала по ГОСТ 9784-61, используя таблицу.

Рассеивающая способность материала при пропускании света в соответствии с действующими стандартами на светотехнические материалы определяется степенью рассеяния γ, которая определяется как:

где и – силы света от светового пятна на образце в проходящем свете под углами 40 и 0 к нормали поверхности образца.

Для оценки рассеивающей способности на отражение пользуются

коэффициентом рассеяния :

где  , , – яркости светового пятна на образце, соответственно под углами 5, 20, 70 к нормали при падении светового пучка перпендикулярно поверхности.

• Для бесцветного рифлёного полиметилметакрилата:

• Для красного рифлёного полиметилметакрилата:

ВЫВОД: экспериментально изучили индикатрисы рассеивания двух разных материалов. В ходе работы удалось ознакомиться с образцами различных светорассеивающих материалов на основе полиметилметакрилата и других органических материалов. А также выявить зависимость индикатрисы рассеяния на просвет и на отражение от угла падения света.

Можно заметить, что второе стекло пропускает свет лучше, чем первое. А также выявили закономерность, что чем больше угол падения света, тем больше яркость светового пятна при угле наблюдения 0°.