Единицы для световых измерений

Световые и соответствующие им энергетические единицы для перечисленных выше фотометрических величин представлены в таблице 1.

Таблица 1

Световые и энергетические единицы

Величина	Символ	Единица световая		Единица энергетическая
Световой поток	Ф	люмен	лм	Ватт	Вт
Сила света	I	кандела	кд	Ватт/стерадиан	Вт/ср
Яркость	B	кандела/м^2	кд/м^2	Ватт/(стерадиан·м^2)	Вт/(ср·м^2)
Светимость	S	люмен/м^2	лм/м^2	Ватт/м^2	Вт/м^2
Освещенность	E	люкс	лк	Ватт/м^2	Вт/м^2

Устройство прибора

В лабораторных условиях измерение силы света чаще всего производится на световой скамье (называемой иногда линейным фотометром), представляющей собой устройство, где вдоль направляющих (труб, рельсов) могут перемещаться на рейтерах сравниваемые источники света и фотометрическая головка.

Измерение силы света производится методом прямого сравнения исследуемого источника с образцовым по схеме, представленной на рис. 5.

Глаз человека, как и другие его органы чувств, не в состоянии дать количественную оценку раздражителей, то есть, на основании субъективного зрительного ощущения глаз не может определить во сколько раз один световой поток больше другого. Однако сравнить освещенность соседних полей при условии, что они освещены светом одного спектрального состава (цвета) глаз позволяет. Причем точность сравнения очень высока. В связи с этим все методы визуальной фотометрии сводятся к выравниванию наблюдаемых глазом освещенностей.

Именно этот принцип реализован в описанном выше фотометре Жоли;´ и, в простейшем виде, в фотометре с трёхгранной призмой (рис. 5), который используется в данной работе.

Рис. 5. Линейный призменный фотометр

Здесь: М — диффузно отражающая призма фотометра;

N — матовое стекло;

L₀ — эталонный источник;

L — исследуемый источник.

При линейном расположении элементов на фотометрической скамье угол падения излучения на грани призмы М одинаков (i), поэтому освещенности граней призмы определяются с помощью выражений:

Перемещая фотометр, то есть, изменяя r₀ и r, можно добиться равенства освещённостей полей матового стекла:

E = E₀ , ,

откуда

. (13)

В данной работе исследуется электрическая лампочка накаливания. Она представляет собой стеклянный баллон, в котором находится спираль из вольфрама. Чтобы увеличить срок службы лампы, баллон наполняется инертным газом (аргон, криптон).

Лампа является анизотропным источником света, то есть сила света её в различных направлениях неодинакова. Однако в любом случае создаваемая лампой освещённость (10) убывает обратно пропорционально квадрату расстояния.

Цель работы заключается в определения силы света неизвестной лампы с помощью фотометра и эталонной лампы, сила света которой известна.

Рис. 6.Общий вид экспериментальной установки

Порядок проведения измерений

1. Эталонную Л₀ и неизвестную Л лампы установить по концам оптической скамьи.

2. Передвигая фотометр Ф добиться одинаковой освещенности обоих полей М₁ и М₂ на матовом стекле.

3. Измерить расстояния r и r₀ по шкале оптической скамьи и занести данные в таблицу.

4. Повторить измерения расстояний r и r₀ ещё для пяти различных значений L.

5. По формуле (13) вычислить интенсивность излучения лампы Л и сделать обработку результатов измерений.

Таблица 1

№	r0, см	r, см			I, кд	, кд	, кд	I, кд
1.
2.
3.
4.
5.
6.

При расчётах принять силу света эталонной лампы Л₀ равной I₀ = 30 кд.

Объясните полученные результаты.