Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 7 клас. Повні уроки>> Фотометрія. Сила світла і освітленість.

Мета: Ознайомитися з  поняттям «Фотометрія», навчитися користуватися основними термінами фотометрії.

Хід уроку 
Частина 1.

Тіла, що випромінюють світло, називаються джерелами світла.
Розділ оптики, що займається питаннями виміру інтенсивності світла і його джерел, називається фотометрією.
У фотометрії використовуються наступні величини:
енергетичні - характеризують енергетичні параметри оптичного випромінювання безвідносно до його дії на приймач випромінювання;
світлові - характеризують дії світла й оцінюються по впливу на око (виходячи з так званої середньої чутливості ока) або інші приймачі випромінювання.
Для розрахунків освітлення існує чотири основні фактори, що характеризують кількість світла:
світловий потік,
сила світла,
яскравість і освітленість.
 Залежно від орієнтації поверхні, для якої приводиться останній параметр, розрізняють горизонтальну й вертикальну освітленість.
Світловий потік — фізична величина, що характеризує «кількість» світлової енергії у відповідному потоці випромінювання. Іншими словами, це потужність такого випромінювання, яке доступно для сприйняття нормальним людським оком.
Позначення: Φ
Одиниця виміру СІ: люмен

Світловий потік типових джерел
Тип    Світловий потік (люмен)
 Лампа розжарювання 40 Вт    415—460
 Лампа розжарювання 60 Вт    790—830
 Лампа розжарювання 100 Вт    1550—1630
 Лампа розжарювання 200 Вт    2860—2960
Газорозрядна лампа 35 Вт ("автомобільний ксенон")    3000—3100
Світодіод Cree XP-G 5 Вт    460-493
Світодіод P7 SSC 10 Вт     близько 700
Світодіод Creemc-e 10 Вт     близько 770
Люмінесцентна лампа 40 Вт    2480
Сонце    3,8 × 1028




Сила світла — це кількісна величина потоку випромінювання, що доводиться на одиницю тілесного кута межі його поширення. Іншими словами ця кількість світла (у люменах), що доводиться на 1 стерадіан.
Тілесний кут потрібно вибирати таким чином, щоб потік, що обмежується їм, можна було б уважати найбільш рівномірним. Тоді одиниця тілесного кута в цьому напрямку від джерела буде містити силу світла чисельно рівну світловому потоку.
Одиниця виміру СІ: кандела (кд) = люмен (лм) / стерадіан (порівн)
Тілесний кут в 1, називаний також стерадіан, відповідає тілесному куту, який, як прямій конус із центром у середині сфери радіуса 1 м, вирізує з поверхні сфери площа 1 м2.
Файл:Den 7 18 9.gif
Освітленість — фізична величина, що характеризує висвітлення поверхні, створюване світловим потоком, що падають на поверхню. Одиницею виміру освітленості в системі СІ служить люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратний метр. На відміну від освітленості, вираження кількості світла, відбитого поверхнею, називається яскравістю.
Освітленість прямо пропорційна силі світла джерела світла. При видаленні його від освітлюваної поверхні її освітленість зменшується назад пропорційно квадрату відстані.
Коли промені світла падають похило до освітлюваної поверхні, освітленість зменшується пропорційно косинусу кута падіння променів.
Освітленість E знаходять по формулі:
E=I/r2cosi
 
де I- сила світла в канделах; r- відстань до джерела світла; i- кут падіння променів світла щодо нормалі до поверхні.
Освітленість у фототехніці визначають за допомогою
єкспонометрів і єкспозиметрів, у фотометрії — за допомогою люксметрів.
Приклади
Опис     Освітленість, лк
Сонячними променями опівдні     100 000
 При кінозйомці в студії     10 000
На відкритім місці в похмурий день     1000
 У світлій кімнаті поблизу вікна     100
На робочому столі для тонких робіт     100–200
На екрані кінотеатру     85–120
Необхідне для читання     30–50
 Від повного місяця     0,2
 Від нічного неба в безмісячну ніч     0,0003

Яскравість — це потік, що посилає в даному напрямку одиницею видимої поверхні в одиничному тілесному куті. Відношення сили світла, випромінюваного поверхнею, до площі її проекції на площину, перпендикулярну осі спостереження. Або — характеристика світних тіл, рівна відношенню сили світла в якому-небудь напрямку до площі проекції світної поверхні на площину, перпендикулярну цьому напрямку. У системі СІ вимірю.ється в канделах на м².


Сила світла типових джерел:
Джерело    Зразкова сила світла, кд
Свіча    1
 лампа розжарювання    100
Звичайний світодіод    0,005..3
Зверх яскравий світодіод    25…500
Зверх яскравий світодіод з коллиматором    1500
Сучасна люмінесцентна лампа    100
Сонце    3×1027
 

Контролючий блок 1

1.

2.Як

Список використаних джерел:

1. Янчук В. Довідник школяра: 5-11 кл., 2002, Київ

2. Коршак Є. В., Ляшенко О. І., Савченко В.Ф. Фізика 7 клас: Підруч. для для загальноосвітніх навч. закл. - Ірпінь: Перун, 2002.

3. Гончаренко С.У. Фізика: Основні закони і формули., 2006, Либідь.

4. Вакуленко М. О. Російсько-український словник фізичної термінології / За ред. проф. О. В. Вакуленка (додаток: "Російсько-український фізичний словник":. - К., 2006.

5. Урок фізики по тему:

Відредаговано та надіслано Фролов Д. В.

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.