Лабораторная работа № 2. Измерение силы света. Введение
Силой света J называется пространственная плотность светового потока источника света в данном направлении. Она равна отношению светового потока dФ к величине телесного угла d, в пределах которого этот поток равномерно распределен.
dФ Ф
J = --------- или J = ---------- (1)
d
На расстояниях существенно превышающих размеры излучателя, пространственное распределение потока излучения подобно распределению от точечного источника света. При этом поверхностная плотность излучения на сфере радиусом обратно пропорциональна l2.
Поэтому освещенность Е поверхности, удаленной от источника на расстояние l связана с силой света J соотношением:
J
Е = --------- (2)
l 2
Относительная погрешность закона квадратов расстояний в случае расчета освещенности от равнояркого диска диаметром d связана c расстоянием фотометрирования соотношением:
d Е d 2
(3)
Е 4 l 2
При относительном расстоянии фотометрирования l d = 5 эта погрешность равна 1%. Для равноярких источников произвольной формы с максимальным размером d погрешность dЕ Е будет еще меньше, чем для диска. Поэтому для обычных фотометрических измерений удаление фотометрирующего прибора от источника света должно быть не менее пяти наибольших размеров светящегося тела. Следует иметь в виду, что приведенные соображения для световых приборов, имеющих линзовую оптику, справедливы лишь начиная с расстояния полного свечения этих приборов.
В лабораторных условиях измерение силы света производится на фотометрической скамье (называемой также линейным фотометром) путем сравнения сил света исследуемого источника света и эталонного (образцового), сила света которого определена ранее в метрологических лабораториях. Фотометрическая скамья представляет собой устройство, в котором вдоль направляющих с нанесенной миллиметровой шкалой могут перемещаться на специальных каретках сравниваемые источники света и фотометрирующий прибор, в качестве которого при визуальном способе регистрации служит фотометрическая головка, а при фотоэлектрическом - фотоэлемент. Описание фотометрической головки приведено в "Приложении 1".
Существуют следующие методы измерения силы света: