Задача1. «Розрахунок загального освітлення»

Визначити розряд і подразряд зорової роботи, норми освітленості на робочому місці.

Вихідні дані:

Виробниче приміщення	Габаритні розміри приміщення, м			Найменший розмір об'єкта розрізнення		Контраст об'єкта розрізнення з фоном		характеристика фону		Характеристика приміщення за умовами середовища
	довжинаА	ширина. В	Висота, Н
Обчислювальний центр, машинний зал	40	20	5		0,45		середній		середній		невелика запиленість

1. Визначити розряд і подразряд зорової роботи, норми освітленості на робочому місці.

Характеристика зорової роботи - висока точність.

Розряд зорової роботи – III.

Підзаряд зорової роботи – В.

комбіноване освітлення – 750 лк.

загальне освітлення – 300 лк.

2. Розраховуємо число світильників

N = S / (L·M),

де S - площа приміщення, S = A·B = 40*20=800 .

L – відстань між опорами світильників, L = 1,7577·H = 1,7577·5 = 9 м.

М - відстань між паралельними рядами, , M≥ 0.6*5 = 3 м

N = 800 / (9*3) = 30.

3. Розрахунковий світловий потік

;

Z = 1,1; К = 1,8; =300/4 = 75;

показник приміщення:

i = (40*20)/[5(40+20)] = 2,67

=0,57 – коефіцієнт використання світлового потоку ламп;

Ф _{л. расч.} = (75*800*1,1*1,8)/(30*0,57) = 6947 лм

Ф _{л. расч.} =6947/4 = 1737 лм

Ф _{л. табл..} =1450

обрана лампа ЛДЦ 30.

4. Споживана потужність, Вт, освітлювальної установки

,

Р = 30*30*4=3600 Вт.

Висновок: для обчислювального центру, машинного залу потрібно 30 світильників ЛЛ, в кожному по 4 лампи; тип і потужність лампи - ЛДЦ 30; загальна споживана потужність 3600 Вт.

ЗАДАЧА 2

Оптична різниця ходу Δ двох інтерферующих хвиль монохроматичного світла дорівнює 0,Зλ. Визначити різницю фаз Δφ.

РОЗВ’ЯЗОК:

Δφ=

Δφ=0,6

ВІДПОВІДЬ: Різниця фаз Δφ=0,6

ЗАДАЧА 3

Скільки довжини хвиль монохроматичного світла з частотою коливань ν = 5 * 1014 Гц вкладеться на шляху довжиною l = 1,2 мм: 1) у вакуумі; 2) в склі?

РОЗВ’ЯЗОК:

L=N

L= l*n

N= l*n

N= l*n/

=c/

N₁= l*n₁/c=2*10³

N₂= l*n₂/c=3*10³

ЗАДАЧА 4

Лампочка, яка споживає потужність P = 75 Вт, створює на відстані r = 3 м при нормальному падінні променів освітленість E = 8 лк. Визначити питому потужність p лампочки (у ВАТ на Кандела) і світлову віддачу η лампочки (в люменах на ват).

РОЗВ’ЯЗОК:

E=(I/r²)cos

Так як промені падають по нормкалі, то: =0 а cos=1, тобто

I=Er²

p=P/I=P/ Er²

p=75/8*3²=1.04 Вт\Кд

=4I=4 Er²

η=/p=4 Er²/p

η=4*3.14*8*3²\75=12.1 Лм/Вт

Відповідь: p=1.04 Вт\Кд; η=12.1 Лм/Вт

ЗАДАЧА 5

У вершині кругового конуса знаходиться точкове джерело світла, яке посилає всередину конуса світловий потік Ф = 76 лм. Сила світла I джерела дорівнює 120 кд. Визначити тілесний кут ω і кут розчину 2θ конуса.

РОЗВ’ЯЗОК:

=I

=/I

=76/120=0.633 Cр

=2(1-cos)

/2=1-cos

=arcos(1-/2)= arcos(1-0.633/2*3.14)=25.9

252

Відповідь: =0.633 Cр; 252

ЗАДАЧА 6

Промінь світла падає під кутом 60 ° на скляну пластину завтовшки 2 см з паралельними гранями. Визначити зміщення променя, що вийшов з пластини.

РОЗВ’ЯЗОК:

Відповідь: х=1,1 см

ЗАДАЧА 7

Скільки довжин хвиль монохроматичного випромінювання з частотою 600 ТГц укладається на відрізку 1 м?

РОЗВ’ЯЗОК:

Відповідь: n=2*10⁶

ЗАДАЧА 8

Яка ширина всього спектра першого порядку (довжини хвиль укладені в межах від 0,38 до 0,76 мкм), отриманого на екрані, віддаленому на 3 м від дифракційної решітки з періодом 0,01 мм?

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 9

Лінія з довжиною хвилі λ1 = 426 нм, отримана за допомогою дифракційної решітки в спектрі другого порядку, видно під кутом φ1 = 4,9 °. Знайти, під яким кутом φ2 видно лінія з довжиною хвилі λ2 = 713 нм в спектрі першого порядку

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 10

Над центром круглої площадки висить лампа. Освітленість E1 в центрі майданчика дорівнює 40 лк, E2на краю майданчика дорівнює 5 лк. Під яким кутом ε падають промені на край майданчика?

РОЗВ’ЯЗОК:

E=I/r²

У центрі площадки ₁=0, звідси cos ₁=1

На краю площадки cos =h/r

Підставляючи відповідні значення отримаємо систему рівнянь:

E₂=E₁(h/r)³  h/r=

З урахування того, що cos =h/r, то перепишемо вираз:

cos = , звідси

=arccos =60

Відповідь: =60

ЗАДАЧА 11

Сонце, перебуваючи поблизу зеніту, створює на горизонтальній поверхні освітленість E = 0,1 МЛК. Діаметр Сонця видно під кутом α = 32 '. Визначити видиму яскравість L Сонця.

РОЗВ’ЯЗОК:

Відповідь: В=1,5 Гкд/м

ЗАДАЧА 12

Два паралельних пучка світлових хвиль I і II падають на скляну призму з заломлюючих кутом Q = 30 і після заломлення виходять з неї. Знайти оптичну різницю ходу ^ світлових хвиль після заломлення їх призмою.

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 13

На якій висоті h потрібно повісити лампочку силою світла I = 10 кд над листом матовою білого паперу, щоб яскравість L паперу дорівнювала 1 кд / м2, якщо коефіцієнт відбиття ρ паперу дорівнює 0,8?

РОЗВ’ЯЗОК:

Освітленість листа: E=I/(h^2) Яскравість L=E*p/(2*pi) (тобто. світловий потік, відбитий з одиничної площі ділений на тілесний кут верхньої напівплощі) Звідси h=(p*l/(2*pi*L))^(1/2)

h= =1.6 м

ЗАДАЧА 14

На шляху світлової хвилі, що йде в повітрі, поставили скляну пластинку товщиною h = 1 мм. На скільки зміниться оптична довжина шляху, якщо хвиля падає на пластинку: 1) нормально; 2) під кутом ε = 30 °?

РОЗВ’ЯЗОК:

L=nl

CL=h -h

CL=x

x=

sin

CL=

ЗАДАЧА 15

Знайти всі довжини хвиль видимого світла (від 0,76 до 0,38 мкм), які будуть: 1) максимально посилені; 2) максимально ослаблені при оптичної різниці ходу Δ интерферирующих хвиль, що дорівнює 1,8 мкм.

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 16

Пучок монохроматичних (λ = 0,6 мкм) світлових хвиль падає під кутом ε1 = 30 ° на що знаходиться в повітрі мильну плівку (n = 1,3). При якій найменшій товщині d плівки відбиті світлові хвилі будуть максимально ослаблені інтерференцією? максимально посилені?

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 17

На тонкий скляний клин в напрямку нормалі до його поверхні падає монохроматичне світло (λ = 600 нм). Визначити кут θ між поверхнями клина, якщо відстань b між суміжними інтерференційними мінімумами у відбитому світлі дорівнює 4 мм.

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА18

Діаметр d2 другого світлого кільця Ньютона при спостереженні у відбитому світлі (λ = 0,6 мкм) дорівнює 1,2 мм. Визначити оптичну силу D плосковипуклої лінзи, взятої для досвіду.

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 19

Плосковипукла лінза з оптичною силою Ф = 2 дптр опуклою стороною лежить на скляній пластинці. Радіус r4 четвертого темного кільця Ньютона у світлі дорівнює 0,7 мм. Визначити довжину світлової хвилі.

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 20

Плоска світлова хвиля (λ = 0,5 мкм) падає нормально на діафрагму з круглим отвором діаметром d = 1 см. На якій відстані b від отвору повинна знаходитись точка спостереження, щоб отвір відкривало: 1) одну зону Френеля? 2) дві зони Френеля?

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 21

Плоска світлова хвиля (λ = 0,7 мкм) падає нормально на діафрагму з круглим отвором радіусом r = 1,4 мм. Визначити відстані b1, b2, b3 від діафрагми до трьох найбільш віддалених від неї точок, в яких спостерігаються мінімуми інтенсивності.

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 22

На дифракційну решітку з періодом d = 10 мкм під кутом α = 30 ° падає монохроматичне світло з довжиною хвилі λ = 600 нм. Визначити кут φ дифракції, відповідний другому головному максимуму.

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 23

На грань кристала кам'яної солі падає паралельний пучок рентгенівських променів (лямбда = 1,46 мм). Визначити відстань між атомними площинами кристала. Якщо дифракційну мінімум третього порядку спостерігається коли промені падають під кутом фі = 55 град 30 хв з нормаллю до поверхні кристала.

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 24

На який кутовий висоті φ над горизонтом повинно знаходитися Сонце, щоб сонячне світло, відбите від поверхні води, був повністю поляризований?

РОЗВ’ЯЗОК:

ЗАДАЧА 25

Пучок паралельних променів падає на товсту скляних панелей під кутом ε = 60 °, і заломлюючись переходить в скло. Ширина a пучка в повітрі дорівнює 10 см. Визначити ширину b пучка в склі. РОЗВ’ЯЗОК:

Задача 26. ”Розрахунок загального освітлення”

Визначити розряд і подразряд зорової роботи, норми освітленості на робочому місці.

Вихідні дані:

Довжина А = 100м;

Ширина В = 80м;

Висота Н = 6 м;

Найменший розмір об’єкта розрізнення = 0,68;

Комбіноване освітлення 800лк

Загальне освітлення 300лк

Розрахувати число світильників

N=S÷(L×M)=8000÷(10,5467×3,6)=210,7≈211

де S- площа приміщення, S=A×B= 1000м²

L- відстані між опорами світильників,L=1,7577×H=1,7577×6= 10,5462м

М- відстань між паралельними рядами,М≥0,6×Н, М≥0,6×6=3,6м

Розрахунковий світловий потік

Ф= (Еn×S×Z×K)÷(N×ŋ)=(75×8000×1,1×1,9)÷(211×0,57)=11213лм

Z=1,1;К=1,9;Еn=300÷4=75;

Показник приміщення:

ɩ=(А×В)÷(НР(А×В)),

ɩ=(100×80)÷(6(80×100))=7

ŋ=0,57

Фл табл=11,213÷4=2803лм

Фтаб=2780лм

Споживана потужність:

P=p×N×n

P=211×4×40=33760Вт

Обрана лампа ЛТБ40

Висновок: для обчислювального центру, машинного залу потрібно 211 світильників ЛЛ, в кожному по 4 лампи;тип і потужність лампи ЛТБ 40;загальна споживана потужність 3600Вт.