Оптика Фотометрія (Лаб).

Мета: розв’язання задач з геометричної оптики.

Студент повинен знати та вміти: основні поняття щодо природи світла, пояснення законів геометричної оптики за допомогою принципу Гюйгенса, вміти розв’язувати задачі згідно розглядуваної теми.

Задача № 1

Лампу, сила світла якої = 200 кд, закріплено на стелі кімнати. Визначити сумарний світловий потік , Який падає на всі стіни і підлогу кімнати.

Розв’язання. Стіни і підлогу кімнати видно з точки, що лежить на стелі під тілесним кутом Стерадіан, тому . Підставивши числові значення отримуємо результат =1256 лм.

Відповідь: =1256 лм.

Задача № 2

Круглий зал діаметром = 30 м освітлюють лампою, яка закріплена в центрі стелі. Знайти висоту Залу, коли відомо, що найменша освітленість стіни залу в = 2 рази більша за найменшу освітленість підлоги?

Рис.1

Розв’язання. Найменша освітленість підлоги Буде в точках підлоги поблизу стіни, найменша освітленість Буде в точках стіни поблизу підлоги (рис.1): і . За умовою задачі , або . Звідси . Після підстановки числових даних отримуємо результат: М.

Відповідь: М.

Задача № 3

На висоті = 2м над серединою круглого стола діаметром = 3 м висить лампа силою світла =100 кд. ЇЇ замінили лампою з силою світла =25 кд, змінивши відстань до стола так, що освітленість середини стола не змінилась. Як зміниться освітленість краю стола?

Розв’язання. Освітленість середини стола від першої лампи , від другої . За умовою задачі , тому , звідси ( 1 ). Знайдемо освітленість краю стола відповідно і . Визначимо як змінилася освітленість краю стола: Враховуючи рівняння ( 1 ), остаточно отримуємо:

. Підставивши числові значення отримуємо результат

Відповідь:

Задача № 4

Площадка освітлюється двома різними лампами, що висять на стовпі одна від одною на висоті=8 м і на висоті =27 м. На якій відстані від основи стовпа лежать точки площадки, освітленість яких не зміниться, коли поміняти лампи місцями?

Сумарна освітленість в шуканих точках ( рис.2)

, де — сила світла першої лампи; — сила світла другої. Якщо лампи поміняти місцями, то освітленість у тих самих точках,

За умовою задачі. Отже,

Розв’язання.

•

•

Рис.2

=, і розв’язавши це рівняння, отримуємо результат

. Підставимо числові значення і знайдемо М.

Відповідь: М.

Задача № 5

Фотографічний знімок друкували без застосування оптичних систем (дзеркал і лінз), тобто „контактним способом”. При цьому лампу розміщували на відстані = 60 см від знімка, а експозиція тривала = 16 с. Який повинен бути час експозиції, коли лампу замінити іншою, сила світла якої в три рази менша, і розмістити її від знімка на відстані = 45 см?

Розв’язання. Фотографічну дію світла можна вважати пропорційною світловій енергії, що потрапила на фотопапір за час експозиції. Ця енергія в свою чергу пропорційна добутку освітленості фотопаперу за час. Тому, щоб дістати однакові знімки, необхідно, щоб виконувалася рівність

. Звідси . За умовою задачі , тоді =.

Підставимо значення , і знайдемо: = 27 с.

Відповідь: = 27 с.

Задача № 6

Дві лампи силою світла = 75 кд і = 48 кд розміщені одна від одної на відстані = 1,8 м. Де треба розмістити між ними фотометричний екран, щоб його освітленість була однакова з обох боків.

Розв’язання. Нехай і — відстані від екрана до відповідних ламп. Знайдемо освітленість кожній лампи: і . За умовою задачі , отже ( 1 ). Екран знаходиться між лампами, тоді +=. Звідси =— ( 2 ). Формулу (2) підставимо в рівняння (1): і розв’язавши це рівняння, знайдемо : і .

Підставимо значення , і , знайдемо: = 1 м і =0,8 м. Другий корінь квадратного рівняння не відповідає умовам задачі, за якими екран повинен бути розміщений між лампами.

Відповідь: = 1 м і =0,8 м.

Задача № 7

У кімнаті є дві однакові лампи, прикріплені до стелі на відстані = 4 м одна від одної. Знайти відношення освітленостей центра стола в двох його положеннях: 1) під однією з ламп; 2) посередині між лампами. Висота лампи від поверхні стола по вертикалі дорівнює = 2 м. Випромінюванням ламп вважати однаковим у всіх напрямах.

Освітленістю центра стола є сума освітленостей, створюваних кожною лампою окремо. Під однією з ламп, де.

Якщо стіл розміщений посередині між лампами, то, де

. Відношення освітленостей .

Після підстановки числових даних .

Відповідь:

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ З ФІЗИКИ

Заняття 34.

Тема: Геометрична оптика. Хвильова оптика.

Мета: розв’язання задач з геометричної та хвильової оптики.

Студент повинен знати та вміти: основні поняття геометричної та хвильової оптики, вміти розв’язувати задачі згідно розглядуваної теми.

Задача № 1

Промінь світла, відбитий від дзеркальця гальванометра, падає на середню поділку шкали, яка знаходиться на відстані = 2 м від дзеркальця. При проходженні струму крізь гальванометр його дзеркальце повернулося на якийсь кут, причому світла пляма змістилась по шкалі на = 70 мм. На який кут повернулось дзеркальце?

Рис. 5

А

N

B

О

Рис.3

B

R

Рис.4

Рис.5

Розв’язання. При повороті дзеркальця на кут , відхилення променя буде 2 (рис.3). З прямокутного трикутника АОВ знаходимо . Підставимо значення і , знайдемо: , , а

Відповідь:

Задача № 2

Посріблену сферу розрізано на дві частини площиною. На якій відстані b від центра сфери проходить ця площина, коли відомо, що менша частина являє собою сферичне дзеркало діаметром = 0,64 м з фокусною відстанню = 0,65 м? (Рис.4)

Розв’язання. Радіус кривизни сферичного дзеркала (радіус сфери) . За теоремою Піфагора . Звідси . Підставивши числові значення отримуємо результат: = 1,26 м.

Реферати

• технохімічний контроль харчових виробництв
• технология качества мяса 1 категории
• ингибиторы окисления растительного происхождения металлов
• Отходы от зеленого горошка могут использоваться для получения микробных белковых препара­тов
• технохімічний контроль методичні вказівки
• влияние испарения воды на потери массы и снижение качества продуктов