- •«Киносветотехника»
- •Лабораторная работа №1
- •1. Определение силы света источника света.
- •Определение зависимости освещенности поверхности от расстояния до источника света.
- •Определение зависимости освещенности поверхности от угла падения света.
- •4. Определение зависимости характеристик лампы накаливания от величины напряжения в сети.
- •5. Проверка действие закона аддитивности освещенности.
-
Определение зависимости освещенности поверхности от расстояния до источника света.
Суть эксперимента состоит в освоении методики замера освещенности при помощи люксметра и анализе точности его показаний на основе закона обратных квадратов.
Теоретические основы эксперимента
Закон обратных квадратов.
Доказали, что освещенность при изменении расстояния от точечного источника света в 2 раза, меняется в 4 раза.
Например: при увеличении расстояния в два раза освещенность уменьшается в четыре раза,
Это объясняется 4-кратным увеличением площади поверхности, на которую падает свет в 1 кд, если расстояние увеличивается в 2 раза. Это правило распространяется только для точечных источников света.
За точечный источник света приняли источники, у которых диаметр площади излучения превышает расстояние до освещаемого объекта в 7 раз и более. Идеально точечного источника света не существует, поэтому погрешности неизбежны.
Ход работы:
1) На эталонный источник света подавалось напряжение Uэт: 184 в.
2) По табличным расстояниям распологался светоприемник люкстера и измерились значение освещенности. (E.изм)
3) По формуле вычислялись значение и записали в такую же таблицу.
Евыч= Iэт/L2
Последовательно мы построили графики зависимости Евыч= f(L) и Eизм= f(L)
4) Далее мы стали вычислять погрешности измерений и перевести значения освещенности из люкс в фут-канделы по формуле
Е (фт-кд)= Е(лк)/ 10.76
Таблица 1-2
Эталонный источник : тип лампы – КГМ 220V / 650W, Uэт= 188 В, Iэт = 1000 кд.
L, м |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
L2,м2 |
0,09 |
0,16 |
0,25 |
0,36 |
0,49 |
0,64 |
0,81 |
1,0 |
1,44 |
1,96 |
2,56 |
3,24 |
4,00 |
4,84 |
5,76 |
Евыч= Iэт/L2, лк |
11111 |
6250 |
4000 |
2778 |
2040 |
1562 |
1234 |
1000 |
694 |
510 |
390 |
309 |
250 |
207 |
174 |
Eизм, лк |
14640 |
7138 |
4382 |
2939 |
2110 |
1604 |
1238 |
990 |
678 |
495 |
383 |
299 |
242 |
201 |
169 |
Абсолютная погрешность Δабс , лк |
3529 |
888 |
382 |
162 |
70 |
42 |
4 |
-10 |
-16 |
-15 |
-7 |
-10 |
-8 |
-6 |
-5 |
Относительная погрешность Δотн , % |
31,7% |
14% |
9,5% |
5,8% |
3,4% |
2,6% |
0,3% |
0 |
-2,3% |
-2,9% |
-1,7% |
-3,2% |
-3,2% |
-2,8% |
-2,8% |
Eизм(фут-кд)= Eизм(лк)/10,76 |
1344 |
682 |
418 |
280 |
201 |
153 |
118 |
94 |
64 |
47 |
36 |
28 |
23 |
19 |
16 |
Δабс= Еизм–Евыч , лк; . |
Δабс Δотн = -------------— 100 % Евыч |
Вывод:
Эксперимент показал, что закон обратных квадратов действует. Это очень хорошо видно почти во всех измерениях, где погрешность получилось - 7, это допустимая инструментальная погрешность прибора «Minolta», только при маленьких расстоянии (0,3 / 0,4 / 0,5) получается не допустимая погрешность (31,7% / 14% / 9,5%)
Можно сделать вывод, что допущена методическая и инструментальная погрешности. По таблице и графику видно, что в разделе с 0,3 по 1 метр относительная погрешность примерно равномерно уменьшалась. Причин её возникновения ошибки в измерении может быть много, но самая важная из них – на люксметр попадал свет, отраженный от кожуха лампы накаливания. Даже допустив такую ошибку можно сказать, что полученные данные достаточно точны.