3. Определение зависимости освещенности поверхности от угла падения света.

Суть эксперимента состоит в проверке соответствия показаний люксметра закону косинуса угла падения света.

Теоретические основы:

Закон косинусов - Освещенность наклонной плоскости зависит от косинуса угла между падающим лучом от источника света и нормалью плоскости

E=(I/r²)*cosα

I – сила света

α – угол падения лучей света относительно нормали к поверхности

r - расстояние до источника света

Ход работы:

1) Ставилось напряжение на эталонной лампе около 200в, а затем свето-приемник фиксировался на каретке и поворотным лимбом на такое расстояние от лампы, при котором освещенность равнялась 1000 лк.

2) Далее мы стали замерять освещенности (измеренные) при углах из таблицы 1-3

3) Далее мы вычислили ожидаемые значения освещенности Е_выч по формуле:

Е_выч=Е_{о } cos α

Результаты записать в таблицу1-3:

Е_о= 1000 лк

Таблица 1-3

α, о	0	10	20	30	40	50	55	60	65	70	75	80	85	90
cosα	1	0,98	0,94	0,87	0,77	0,64	0,57	0,5	0,42	0,34	0,26	0,17	0,09	0
Евыч= I0 cosα, лк	1000	980	940	870	770	640	570	500	420	340	260	170	90	0
Eизм, лк	1000	990	926	840	743	603	508	418	375	234	197	122	61	25
Абсолютная погрешность Δабс , лк	0	10	-14	-30	-27	-37	-62	-82	-45	-106	-63	-48	-29	25
Относительная погрешность Δотн, %	0	1	-1,4	-3,4	-3,5	-5,7	-10,8	-16	-10,7	-31,7	-24,2	-28,2	-32	-

4) Построили графики зависимости Е_выч= f(α) и E_изм= f(α)

5) Рассчитали Δ_абс и Δ_отн.

Вывод:

Проверяя закона косинусов получены несоответствие между Евыч и Eизм. Заметно, что относительная погрешность (Δотн,) постепенно увеличивается при увеличении угла α. Закон косинусов можно считать действительным до погрешности -15,1% (55 ^о), так как погрешности измерения с +20% по -16% являются допустимыми. После следующие погрешности относятся к конструкции люксметра. Значит, что данный люксметр не может точно измерить освещенность при повороте от светового источника более чем на 55^о.