Теоретическая часть. Основной характеристикой источника света является величина, называемая силой света

Основной характеристикой источника света является величина, называемая силой света. Измерение ее производится путем определения количества световой энергии, излучаемой источником в единичный телесный угол. Однако в лабораторных условиях этот метод не всегда осуществим. Более приемлемым является визуальный метод, основанный на фотометрическом сравнении данного источника света с другим, сила света которого заранее измерена. Для этой цели используется фотометрическая установка, собираемая на оптической скамье. Сила света несимметричного источника света зависит от направления, в котором распространяется свет.

Для достижения фотометрического равновесия (при сравнении силы света источников) изменяется расстояние между источниками и приемной пластиной фотометрической головки или любого другого приемника, установленного на скамье фотометра. Если полагать, что обе стороны приемной пластины расположены симметрично и имеют одинаковый коэффициент яркости (отражения), то при световом равновесии будут равны освещенности обеих сторон. Зная расстояние от приемной пластины до освещающих ее источников света, можно сравнить силу света этих источников. И если сила света одного из них известна, то определяется и сила света второго источника. Сравниваемые источники с силой света и устанавливаются на скамье по обе стороны фотометрической головки (рис. 2.1). Светового равновесия добиваются путем перемещения фотометрической головки относительно источников света. При этом отсчитывают расстояния от одного и от другого источников до приемной пластины головки и . Отношение силы света источников равно отношению квадратов измеренных расстояний:

. (2.1)

Рисунок 2.1 — Фотометрическая головка

Фотометрическая головка (рис.2.1) устанавливается на одной из тележек между двумя источниками света, освещающими находящуюся на корпусе головки двухстороннюю приемную белую матовую пластинку. Свет, отраженный поверхностями пластины приемной головки, направляется призмами полного отражения и на входные грани кубика. Кубик представляет собой две стеклянные призмы, пришлифованные друг к другу до оптического контакта. На пришлифованной поверхности правой призмы сделаны небольшие углубления (в местах углублений оптического контакта нет). Пучок света от источника , попадающий на область оптического контакта, не отклоняясь выходит из кубика и поглощается стенками камеры; другая часть света, которая приходится на углубление и претерпевает полное отражение, попадает в окулярную трубу фотометра. Свет от источника проделав аналогичный путь, попадает на пришлифованные грани кубика с другой стороны; при этом в окулярную трубу попадает та часть светового потока, которая проходит через область оптического контакта. Окулярная труба сфокусирована так, что в ее поле зрения резко видны контуры углублений на пришлифованной грани правой призмы, причем область внутри этих контуров будет освещена светом, рассеянным от левой стороны пластины. Если обе стороны пластины освещены одинаково и оптические пути обоих световых пучков равны, то все поле зрения трубы будет казаться освещенным одинаково и контуры углублений станут невидимы. Этот случай будем называть световым равенством.

В конструкции фотометра предусмотрено приспособление для ввода на пути световых пучков дополнительных плоскопараллельных контрастных пластинок (в результате отражения от поверхности этих пластинок теряется около 8% проходящего света). Введение контрастных пластинок позволяет с большей точностью устанавливать наличие светового равенства, так как человеческий глаз точнее определяет световой контраст между неодинаково освещенными участками поля зрения, чем равноосвещенность всего поля зрения.

В данной лабораторной работе производится непосредственное измерение освещенности посредством люксметра (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 — Люксметр. Внешний вид.