Описание лабораторной установки
Схематическое изображение лабораторной установки приведено на рис. 5.1, которая включает стол для экспериментов 1, на котором нанесена специальная координатная сетка, лебёдку для управления светильником 2, два блока 3, светильник 4, тросик для управления светильником 5 и мерную рейку - шаблон 6. Установка размещена в специальной затемнённой комнате, которая имеет специальное рабочее освещение в виде настенного светильника дневного света.
Измерение освещённости производится люксметром Ю - 116. Контрастная окраска (белая, голубая, зелёная) поверхности моделируется отдельными окрашенными листами.
Рис. 5.1. Лабораторная установка
Задание на работу
Варианты заданий и другие данные, необходимые для выполнения лабораторной работы, приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЯ
|
ВАРИАНТЫ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Мощность лампы накаливания, Вт |
40 |
60 |
80 |
100 |
150 |
|
Расстояние от стола до фотоэлемента, h0 см |
15 |
20 |
30 |
35 |
40 |
|
Расстояние от центра стола до точки, S см |
20 |
25 |
30 |
40 |
40 |
На лабораторной установке необходимо провести следующие измерения:
Измерить освещённость (Е) при заданной мощности лампы накаливания (Вт) на расстоянии (см) от освещаемой поверхности.
Вычислить по формуле (4.2) освещённость на этих расстояниях.
Построить график зависимости освещённости поверхности от расстояния до источника света по измеренным и вычисленным данным.
Построить фигуру равной освещённости.
Измерить отражённую освещённость поверхности при её различной окраске и вычислить коэффициенты отражения и поглощения по формулам (5.4) и (5.5).
Порядок проведения работы
Получить задание у преподавателя, установить в соответствии с вариантом задания в осветительную установку лампу накаливания и подготовить люксметр, для чего:
а) проверить наличие светофильтра в фотоэлементе и установить его коэффициент уменьшения;
б) подсоединить фотоэлемент к измерительному прибору, соблюдая полярность.
Включить посредством вилки осветительную установку и установить её на заданную высоту, пользуясь лебёдкой и мерительной рейкой. Затем с помощью люксметра измерить освещённость в центре стола и далее провести аналогично измерения при удалении источника света на расстояния, указанные в табл. 5.2. Туда же записать измеренные и вычисленные по формуле (5.2) значения освещения. При вычислениях исходить из положения, что при r = 1, Е = I (численно).
Таблица 5.2
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ И ВЫЧИСЛЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ
|
Расстояние, r (м) |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
|
Освещенность, Е (лк) |
|
|
|
|
|
|
Вычисленная освещенность, Е (лк) |
|
|
|
|
|
Установить светильник на высоте 1,0 м от стола и измерить освещенность в точке, отстоящей от центра стола на расстоянии S (см. табл. 5.1) по оси х. По полученному значению освещенности подобрать на других осях точки, равные освещенности, измеренные расстояния от центра до точек занести в табл. 5.3.
Таблица 5.3
РАССТОЯНИЯ ОТ ЦЕНТРА ДО ТОЧЕК РАВНОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ
|
Освещенность в точке на расстоянии S (лк) |
Расстояние от точки равной освещенности до центра по осям, см | |||||
|
|
X |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
Установить светильник на высоте 1,0 м от стола и, удерживая фотоэлемент чувствительной стороной нормально к поверхности стола на расстоянии h0 от него (см. табл. 5.1), измерьте отраженную освещенность базовой поверхности, окрашенной в черный цвет. Не меняя положение светильника и фотоэлемента, поочередно подкладывая под фотоэлемент образцы, окрашенные в разные цвета, измерьте отраженную освещенность их поверхности. Результаты запишите в табл. 5.4.
Таблица 5.4
ОТРАЖЕННАЯ ОСВЕЩЕННОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗЛИЧНОГО ЦВЕТА
|
Цвет поверхности |
черный |
белый |
зеленый |
голубой
|
|
Освещенность, лк |
|
|
|
|
Выключить установку и убрать рабочее место.