Часть III. Задачи для самостоятельного решения
1. Во дворе на высоте 6 м подвешены две лампы, расстояние между лампами 8м. Вычислить освещенность на земле под каждой из ламп и посередине между ними. Сила света каждой лампы 500 кд.
2. Солнце находится па высоте 300 над горизонтом. Вычислить освещенность поверхности, если известно, что при нахождении Солнца в зените освещенность поверхности равна 100 000 лк.
3. Свет от электрической лампочки в 200 кд падает под углом 450 на рабочее место, его освещенность141 лк. Найти:
1) на каком расстоянии от рабочего места находится лампочка,
2) на какой высоте от рабочего места она висит.
4. Лампа, подвешенная к потолку, дает в горизонтальном направлении силу света в 60 кд. Какой световой поток падает на картину площадью 0,5 м2, висящую вертикально на стене в 2 м от лампы, если на противоположной стене находится большое зеркало на расстоянии 2 м от лампы?
5. 21 марта, в день весеннего равноденствия, на Северной Земле Солнце стоит в полдень под углом 100 к горизонту. Во сколько раз освещенность площадки, поставленной вертикально, будет больше освещенности горизонтальной площадки?
6. В полдень во время весеннего и осеннего равноденствия Солнце стоит на экваторе в зените. Во сколько раз в это время освещенность поверхности Земли на экваторе больше освещенности поверхности земли в Ленинграде? Широта Ленинграда 600.
7. Над центром круглого стола диаметром 2 м висит лампа, сила света которой 100 кд. Считая лампу точечным источником света, вычислить изменение освещенности края стола при постепенном подъеме лампы в интервале 0,5 < h < 0,9 м через каждые 10 см. Построить график E=f(h).
8. В центре круглого стола диаметром 1,2 м, имеется настольная лампа из одной электрической лампочки на высоте 40 см от поверхности стола. Над центром стола на высоте 2 м от его поверхности висит люстра из четырех таких же лампочек. В каком случае получится большая освещенность на краю стола (и во, сколько раз): когда горит настольная лампа или когда горит люстра?
9. Предмет при фотографировании освещается электрической лампой, расположенной от него на расстоянии 2 м. Во сколько раз надо увеличить экспозицию, если эту же лампу отодвинуть на расстояние 3 м от предмета?
10. Найти освещенность на поверхности Земли, вызываемую нормально падающими солнечными лучами. Яркость Солнца равна 1,2. 109 нт.
11. Спираль электрической лампочки с силой света 100 кд заключена в матовую сферическую колбу диаметром: 1) 5 см и 2) 10 см. Найти светимость и яркость лампы в обоих случаях. Потерей света в оболочке колбы пренебречь.
12. Лампа, в которой светящим телом служит накаленный шарик диаметром 3 мм, дает силу света в 85 кд. Найти яркость этой лампы, если сферическая колба лампы сделана: 1) из прозрачного стекла, 2) из матового стекла. Диаметр колбы равен 6 см.
13. Какую освещенность дает лампа предыдущей задачи на расстоянии 5 м при нормальном падении света?
14. На лист белой бумаги размером 20 30 см нормально к поверхности падает световой поток в 120 лм. Найти освещенность, светимость и яркость бумажного листа, если коэффициент рассеяния р =0,75.
15. Какова должна быть освещенность листа бумаги в предыдущей задаче, чтобы его яркость была равна 104 нт?
16. Лист бумаги размером 10 30 см освещается светом от лампы силой в 100 кд, причем на него падает 0,5% всего посылаемого лампой света. Найти освещенность этого листа бумаги.
17. Электрическая лампа в 100 кд посылает во все стороны ежеминутно 122 Дж световой энергии. Найти: 1) механический эквивалент света, 2) к. п. д. световой отдачи, если лампа потребляет мощность 100 вт.
18. На плоскую поверхность падает по нормали к ней монохроматическая световая волна с =510 нм. Интенсивность волны =0,32 Вт/м2. Воспользовавшись изображен на рисунке 4.
Рис 4.
Графиком относительной спектральной чувствительности глаза, определить освещенность Е поверхности. При =555 нм световому потоку в 1 лм соответствует поток энергии, равный 0,00160 Вт. Величину А = 0,00160 Вт/лм называют иногда механическим эквивалент света.
19. Световому потоку в 1 лм, образованному излучением =555 нм, соответствует поток энергии, равный 0,00160Вт. Какой поток энергии соответствует световому потоку в 100 лм, образованному излучением, для которого относительная спектральная чувствительность глаза V = 0,762?
20. Какой световой поток соответствует потоку энергии в 1,00 Вт, образованному излучением, для которого относительная спектральная чувствительность глаза V = 0,142?
21. Допустим, что связанный со световой волной поток энергии распределен равномерно по длинам волн, т. е. Как выглядела бы в этом случае кривая распределения светового потока по длинам волн?
22. Монохроматическая световая волна с =510нм при нормальном падении на некоторую поверхность создает освещенность Е =100 лк. Определить давление , оказываемое светом на поверхность, если отражается половина падающего света.
23. Интенсивность (средняя плотность светового потока) монохроматической световой волны J =100 лм/м2. Частота волны = 3,69 1015 c-1. Показатель преломления среды в которой распространяется волна, =1,50. Найти значения амплитуд ЕМ и НМ напряженностей электрического и магнитного полей этой волны.
24. Точечный изотропный источник света испускает по всем направлениям поток Ф = 1257 лм. Чему равна сила, света I этого источника?
25. Параллельный пучок лучей, несущий однородный световой поток плотности J =200лм/м2, падает на плоскую поверхность, внешняя нормаль к которой образует с направлением лучей угол = 120°. Какова освещенность этой поверхности?
26. На высоте h =3,00м над полом висит точечный осесимметричный источник, сила света которого описывается функцией в пределах и равна нулю при (I0 - константа, - угол, образуемый световым лучом с вертикалью). Освещенность пола под источником Е = 100 лк. Определить световой поток Ф, излучаемый источником.
27. Точечный изотропный источник света помещаете над центром круглого стола. Сила света источника I =50 кд, радиус стола R =0,5 м, высота источника над столом h = 1 м. Определить:
1. Зависимость освещенности Е стола от расстояния r от центра.
2. Значение освещенности: а) в центре, б) на краю стола.
3. Поток света Ф, падающий на стол.
4. Какая доля полного потока, испускаемого источником, падает на стол?
28. Как должна зависеть от угла между направлением луча и вертикалью сила света I ( ) источника из предыдущей задачи для того, чтобы падающий на стол поток Ф =33 лм распределялся по поверхности стола равномерно? Какова будет при этом освещенность Е стола?
29. Яркость однородно-светящейся плоской поверхности описывается функцией ( - угол с нормалью к поверхности, - азимутальный угол). Написать выражение для светимости L этой поверхности.
30. Имеется круглая, плоская однородно-светящаяся поверхность, яркость которой ( - константа, равная - угол с нормалью к поверхности). Радиус поверхности R =10см. Найти световой поток Ф, испускаемый этой поверхностью.
31. Определить, под каким углом к нормали косинусный излучатель излучает наибольший световой поток.
32. Построить график зависимости величины светового потока, излучаемого косинусным излучателем внутрь конуса, ось которого перпендикулярна к поверхности излучателя, от угла раствора конуса.
33. Над центром круглого стола радиусом R на высоте Н = R висит лампа силой света . Построить график зависимости освещенности поверхности стола от расстояния r от центра стола. Для вычислений положить , где 
34. Над точкой А бесконечной плоской поверхности на высоте h находится точечный источник света. Определить радиус кольца с центром в точке А и шириной dR, на которое падает максимальный световой поток.
35. Решить предыдущую задачу для малого косинусного излучателя, плоскость которого параллельна заданной.
36. Лампа висит над точкой А поверхности стола на высоте Н. Построить линию, при перемещении по которой лампа в точке А создает прежнюю освещенность.
37. Сфера освещена параллельным пучком света, создающим в области нормального падения освещенность Ео. Найти среднюю освещенность облучаемой половины поверхности сферы.
38. Вычислить среднюю яркость вольфрамовой спирали длиной 3 см и диаметром 2 мм, если сила света в перпендикулярном направлении к оси спирали равна100 кд.
39. Лампа в 100 кд заключена в матовый плафон сферической формы радиусом 8 см. Вычислить среднюю яркость светильников в случаях: а) отсутствия потерь светового потока в матовом стекле; б) при наличии коэффициента потерь k = 0,1.
40. Раскаленный цилиндр длиной L и радиусом r имеет постоянную температуру по всей поверхности. Сравнить силу света, излучаемого в направлении оси цилиндра в направлении, перпендикулярном к оси в середине цилиндра.
41. Излучающая в обе стороны пластинка площадью S =5 см2 имеет яркость В =106 кд/м2. Определить среднюю силу света, излучаемого этой пластинкой.
42. Однородные шар и куб одинаковой массы из одного и того же материала излучают с постоянной яркостью по всей поверхности. Какое тело имеет большую среднюю силу света?
43. Зависит ли яркость раскаленного шара от расстояния до него?
44. Сравнить яркость солнечного диска и идеально белой матовой поверхности, расположенной перпендикулярно к солнечным лучам на 3eмлe.
45. Определить средний коэффициент отражения поверхности Луны, если средняя яркость полной Луны составляет 2,5 103 кд/м2, создаваемая прямыми солнечными лучами, освещенность равна 1,4 105 лк.
46. Какую освещенность в люксах создает на нормальной к лучам поверхности звезда: а) нулевой величины; б) первой величины?
47. На нормальной к лучам поверхности полная Луна создает освещенность 0,3 лк. Какова ее звездная величина в это время?
Ответы
1. Е1=16,89лк, Е2=16,02лк
2. Е= 5 104лк.
3. 1) R=1м; 2) h=0,71м
4. Ф=8,34лм
5. В 5,7 раза.
6. В 2 раза.
8. Когда горит настольная лампа, освещенность края стола получается больше в 1,2 раза.
9. В 2,25 раза.
10. Е 8 104лк.
11. 1) L1=1,6 105лм/м2, В1=5.1 104нт; 2) L2=4 104лм/м2, В2=1,27 104нт.
12. 1) В1=1,2 107нт; 2) В2=3 104нт.
13. Е1=Е2=3,4лк.
14. Е=2 103лк; L=1,5 103лм/м2; В=480нт.
15. Е=4,2 104лк.
16. Е=210лк.
17. 1) 1,61 10-3вт/лм; 2) приблизительно 2%.
18. Е=102лк.
19. 0,21 Вт.
20. 214лм.
21. Эта кривая имела бы такой же вид, как изображена на рис.3 кривая относительной чувствительности глаза.
22. Р=1,6 нПа.
23. Еm=12,6 в/м, Hm=0,05A/м.
24. I=100кд
25. Е=100лк.
26. Ф=(4π/3)Eh2=38 102лм.
27. 1. 
2. а) 50 лк, б) 27 лк.
3. Ф=2πI(1-h/ )=33лм
4. η=0,053.
28. I( )= (42кд)/ ; Е=42лк.
29. L= .
30. Ф= 66 лм.
31. = 450.
34..
35..
36. Уравнение такой линии в полярных координатах ; 
37..
38..
39. . а) В= 4980 кд/м2; б) В= 4480 кд/м2.
40..
41. Средняя сила света .
42. . Средняя сила света куба в 1,24 раза больше.
43. Нет.
44. .
Date: 2015-05-18; view: 2856; Нарушение авторских прав Понравилась страница? Лайкни для друзей: |
|
|