Tema 3.6 (Fizika 7 kl.)

Šviesos matavimas. Paviršiaus apšvieta

Naujos sąvokos:

  • fotomètrija
  • šviesõs stipris
  • šviesõs sraũtas
  • pavir̃šiaus apšvietà
Daugiau
Daugiau pasirinkimų

Fotometrija

Saulė, elektros lemputė, žvakė, jonvabalis ir kiti šviesos šaltiniai apšviečia mus supančius daiktus. Jų atspindėta šviesa patenka į akis, todėl juos matome (3.5.1 pav.). Šviesos šaltinių skleidžiamos šviesos intensyvumą ir kūnų apšvietą nagrinėja optikos skyrius, vadinamas fotomètrija. Taigi fotometrija yra šviesos matavimo mokslas.

3.5.1 pav.
Daugiau
Daugiau pasirinkimų

Šviesos stipris

Mus supantys šviesos šaltiniai šviesą spinduliuoja nevienodai. Tamsų kambarį deganti žvakė apšviečia silpnai, planšetės ekranas, elektros lemputė kambarį apšviečia geriau. Palyginkime žvakės ir elektros lemputės skleidžiamos šviesos intensyvumą. Paimkite balto popieriaus lapą, sulenkite stačiu kampu ir lenkimo liniją atsukite į save (3.5.2 pav.). Vienoje lapo pusėje pastatykite žvakę, o kitoje tokiu pat atstumu – elektros lemputę. Įsitikinsite, kad elektros lemputės apšviesta lapo dalis yra gerokai šviesesnė. Vadinasi, elektros lemputė šviesą skleidžia intensyviau nei žvakė. Šviesos šaltinio skleidžiamos šviesos intensyvumą apibūdina šviesõs stipris. Jis žymimas simboliu I. Šviesos stiprio matavimo vienetas yra kandela, ji žymima cd:

3.5.2 pav.

[I] = 1 cd.

Tai vienas iš septynių pagrindinių tarptautinės vienetų sistemos (SI) matavimo vienetų. Kandela išreiškia šviesos spinduliavimo intensyvumą.

Daugiau
Daugiau pasirinkimų

Šviesos srautas

Šviesos šaltinio skleidžiama šviesos energija sklinda erdvėje. Šviesos energijos pernešimą apibūdina šviesõs sraũtas. Jis nusako, kiek šviesos energijos patenka į kokio nors kūno paviršiaus plotą (S) per 1 sekundę. Šviesos srautas žymimas graikų abėcėlės raide Φ („fi“). Jo matavimo vienetas vadinamas liumenu ir žymimas simboliu \mathrm{lm}:

Kaitinamosios elektros lemputės galia, W

LED elektros lemputės galia, W

Šviesos srautas, lm

100

16–20

1600

60

6–8

700

40

4–5

400

25

3

200

3.2 lentelė. Skirtingos galios elektros lempučių skleidžiamas šviesos srautas

\left[\mathrm{Φ}\right]=1\ \mathrm{lm.}

Šviesos šaltinis, kurio šviesos stipris lygus 1 cd, spinduliuoja apytiksliai 12,57 lm šviesos srautą. Ant elektros lemputės paprastai būna nurodytas jos skleidžiamų liumenų kiekis. Vadinasi, žinodami liumenų kiekį, galime spręsti apie elektros lemputės ryškumą. Kuo daugiau liumenų, tuo ryškiau ji šviečia (3.2 lentelė).

Daugiau
Daugiau pasirinkimų

Paviršiaus apšvieta

Šviesos srautas (Φ), tenkantis vienetiniam paviršiaus plotui (S), vadinamas pavir̃šiaus apšvietà (3.5.3 pav.). Paviršiaus apšvieta žymima raide E.

3.5.3 pav.
3.5.4 pav.

\mathrm{Paviršiaus\ apšvieta=\frac{Šviesos\ srautas}{Paviršiaus\ plotas}}.

Šį teiginį užrašome fizikiniais simboliais:

E=\frac{\mathrm{Φ}}{S}.

Paviršiaus apšvietos matavimo vienetas yra liuksas, žymimas \mathrm{lx}. Paviršiaus apšvieta prilygsta vienam liuksui, kai 1 lm šviesos srautas patenka į 1 m2 ploto paviršių (3.5.3 pav.):

\left[E\right]=\frac{1\mathrm{\ lm}}{1\ \mathrm{m^2}}=1\ \mathrm{lx}.

Liuksai apibūdina paviršiaus apšvietos intensyvumą. 3.3 lentelėje pateikti kai kurie duomenys apie gamtinių šviesos šaltinių stiprį ir jų sukuriamą paviršiaus apšvietą.

Apšvieta, lx

Šviesos stipris, cd

Diena

Saulės šviesa

107 527

10 000

Dienos šviesa

10 752,70

1000

Apsiniaukusi diena

1075,30

100

Labai apsiniaukusi diena

107,53

10

Prieblanda

10,75

1

Naktis

Gili prieblanda

1,08

0,1

Pilnatis

0,108

0,01

Priešpilnis

0,0108

0,001

Žvaigždžių šviesa

0,0011

0,0001

Apsiniaukusi naktis

0,0001

0,00001

3.3 lentelė. Gamtinių šviesos šaltinių šviesos stipris ir jų sukuriama apšvieta

Paviršiaus apšvieta priklauso nuo šviesos šaltinio stiprio ir šviesos šaltinio atstumo iki apšviečiamo paviršiaus. Tarkime, turime projektorių, kurio šviesos stipris 1 cd. Ekranas, kurio plotas 1 m2, yra už 1 metro nuo prožektoriaus (3.5.3 pav.). Ekrano apšvieta lygi 1 lx. Už 2 metrų esančio ekrano apšvieta bus lygi 14 lx, už 3 metrų 19 lx. Vadinasi, paviršiaus apšvieta yra atvirkščiai proporcinga atstumo nuo šviesos šaltinio kvadratui. Apšvieta matuojama specialiu prietaisu – liuksmetru. Jų būna skirtingos išvaizdos, įvairių techninių charakteristikų (3.5.4 pav.).

Daugiau
Daugiau pasirinkimų

Klausimai ir užduotys

  1. Ką nagrinėja fotometrija?
  1. Prisiminkite per šią pamoką išmoktus naujus fizikinius dydžius ir užpildykite lentelę.

Fizikinis dydis

Simbolis

Fizikinė prasmė

Matavimo vienetas

Šviesos stipris

Šviesos srautas

Paviršiaus apšvieta

  1. Kokia šiandien diena? Gal skaisčiai šviečia saulė, o gal apsiniaukę? Remdamiesi 3.2 lentelės duomenimis nustatykite šviesos stiprį ir paviršiaus apšvietą.
  2. Kokia šiuo metu Mėnulio fazė? Koks galėtų būti šviesos stipris ir paviršiaus apšvieta naktį iš gamtinių šviesos šaltinių?
  3. Kaip ir kiek kartų pasikeis paviršiaus apšvieta, atstumą tarp šviesos šaltinio ir ekrano padidinus 4 kartus?
  4. Jei turite liuksmetrą, išmatuokite savo darbo vietos apšvietą. Paieškokite internete informacijos apie apšvietos normas. Palyginkite savo darbo vietos apšvietą su apšvietos norma.
  5. Pasidomėkite, kokį šviesos srautą skleidžia elektros lemputės namuose. Koks šviesos srauto matavimo vienetas nurodytas ant elektros lempučių? Kurios lemputės šviečia ryškiau?
Daugiau
Daugiau pasirinkimų
Prašau palaukti