Сферический ламбертовский излучатель.

По определению у ламбертовского излучателя яркость постоянна и не зависит от направления (то есть не зависит от положения точки на поверхности и от угла наблюдения) (см.рис 17.2).

Рис. 17.2 Сферический ламбертовский излучатель

В случае плоского ламбертова излучателя каждая точка поверхности dS имеет яркость ,, есть сила света, тогда L = dI/dS = const. В этом случае сила света от него постоянна во всех направлениях: I = I₀ = const.

Плоский ламбертовский излучатель.

По определению у ламбертовского излучателя яркость постоянна и не зависит от направления (то есть не зависит от положения точки на поверхности и от угла наблюдения). В случае плоского ламбертова излучателя каждая точка поверхности dS имеет яркость ,, есть сила света, тогда . А если яркость одинакова, то яркость в перпендикулярном направление равна яркости в направление, составляющем угол φ с нормалью к поверхности dS (см. рис. 17.3).

Рис. 17.3 Излучение плоского ламбертовского излучателя.

То есть: или dI_φ=dI₀cosφ. Это и есть закон Ламберта (закон косинусов): плоская поверхность, имеющая одинаковую яркость по всем направлениям, излучает свет, сила которого изменяется по закону косинуса: I=I₀cosφ, где I₀ – сила свет в направлении нормали к поверхности, φ – угол между рассматриваемым направлением и нормалью.

По-другому можно сказать, что площадь dS* под которой видна излучающая поверхность dS есть: dS* = Scosφ (рис. 17.4)

Рис. 17.4 Зависимость между силой света и углом наблюдения.

Описание экспериментальной установки

На главном рельсе расположена галогеновая лампа (2) в корпусе. Свет от нее, с помощью линзы (3) формирует пятно на люминесцентном экране (5). Экран крепится в центре поворотного устройства оснащенного угловой шкалой (6). Но при этом при повороте положение экрана не меняется. Измерительная головка люксметра (4) крепится с помощью универсального зажима к поворотному устройству (рис.17.5).

Рис.17.5. Внешний вид установки для проверки закона Ламберта.

1 – блок питания галогеновой лампы; 2 – осветительная галогеновая лампа в корпусе с конденсором; 3 – линза в держателе; 4 – измерительная головка люксметра; 5 – сульфидо-цинковый экран; 6 – диск с градуировкой; 7 – измерительный модуль люксметра.

Расстояние между компонентами установки показаны на рис.17.6. Перемещая линзу L₁, установить пятно на экране диаметром приблизительно 6 см. Экран необходимо повернуть так, чтобы перпендикуляр линии к его поверхности образовывал угол 15° с оптической осью. Люксметр нужно направить к центру круга.

Рис. 17.6 Схематическое изображение расположения элементов установки

Из-за неровностей поверхности экрана из цинкового сульфида предоставляет идеальную диффузную отражательную поверхность (источник Ламберта).

Порядок выполнения лабораторной работы 17

1. На люминесцентном экране, поверхность которого перпендикулярна оптической оси установки, с помощью линзы L₁ и держателя лампы, проецируется освещенная область с резкими краями (диаметром примерно 6 см).

2. Экран поворачивается на угол 15° к оптической оси. Датчик люксметра при этом направляется к центру освещенного круга.

3. Перед началом измерения люксметр необходимо откалибровать.

4. Перед выполнением основных измерений следует измерить интенсивность люминесценции экрана за счет внешнего излучения и не связанное с излучением лампы. Интенсивность люминесценции измеряется с угловым шагом 5°-10°, при фиксированном положение экрана и выключенной лампе. Полученные результаты необходимо будет учитывать при проведении основных измерений.

5. После включения лампы проводится измерение светимости поверхности экрана освещенного галогеновой лампой при разных углах наблюдения. Причем углы наблюдения должны быть те же, что и те при которых проводилась измерение фонового излучения.

Внимание!!! Следует избегать попадания прямого света от галогеновой лампы в глаза.

6. Полученные результаты запишите в табл. 17.2

Таблица 17.2

φ* - угол наблюдения	cosφ*	М при включенной лампе (люкс)	М* при включенной лампе (люкс)	М* - М (люкс)