Feladat: 2. fizika mérési feladat Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Borsy Zoltán ,  Ditrói Ferenc ,  Helmeczi Zoltán ,  Polacsek Lajos ,  Szabó András ,  Zanati Beáta 
Füzet: 1977/január, 46 - 47. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Elektromos mérés, Fénytani (optikai) mérés, Egyéb fotometria, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1976/október: 2. fizika mérési feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Az izzólámpa fényerejének mérésére több lehetőség kínálkozik: zsírfoltfotométer, fotocella, fototranzisztor, fotodióda, fotoellenállás stb. A mérésekhez fényelemmel működő, fényképezési célra készített fénymérőt használtunk. Egy ilyen műszernél egyáltalán nem lehetünk biztosak a linearitásban, azaz abban, hogy a megvilágítás arányos a mutató kitérésével. Hogy ezt a hibát kiküszöböljük, úgy végeztük el a mérést, hogy az adott irányban olyan messzire vittük el a fénymérőt az izzólámpától, hogy a mutató mindig egy meghatározott értékre mutasson. A relatív fényerősség a távolság négyzetével arányos. A kísérleti elrendezést úgy állítottuk össze, hogy az izzólámpát lehetett elforgatni, és a fényerősséget mindig ugyanazon egyenes mentén mértük meg.
Egy 24V 60W-os izzólámpa irány szerinti karakterisztikáját vettük fel. A lámpát 12V feszültségről kellett üzemeltetni, mert különben nem lehetett elég messze menni a fénymérővel, hogy a mutató egy megfelelő közepes értékre mutasson. A lámpa ennél a feszültségnél 24W-ot fogyasztott.
A lámpa hossztengelyének függőlegessel bezárt szögét 0-90-ig változtatva a lámpát függőleges tengely körül forgattuk. Itt csak azokat a mérési eredményeket ismertetjük, melyeknél a hossztengely függőleges illetve vízszintes volt. A függőleges tengely körüli, elforgatás szögét φ-vel jelölve a következő táblázat tünteti fel a mérési eredményeket (az I1 relatív intenzitás adatok a függőleges hossztengelyű lámpára vonatkoznak, az I2 adatok a vízszintesére):

  φ  0   40  80  120 160 200   240 280 320     I1    2018916,52019,5131420,5    I2    0149,516,518191612,515

 

A táblázatban feltüntetett értékek öt mérési pont átlagai. Az egyes mérési pontok között általában 10%-nyi eltéréseket kaptunk.
Az 1. ábrán az I1, a 2. ábrán az I2 intenzitáseloszlás polárdiagramját rajzoltuk fel.
 

 

1. ábra
 

 

2. ábra
 

Első ránézésre láthatjuk, hogy a fényerő és az izzószál mérési irányra merőleges vetületének hossza között monoton összefüggés van. Azonban előfordul az is, hogy hosszú vetületnél kicsi, illetve rövid vetületnél nagy a fényerő. Ennek oka a belső szerelés árnyékolóhatása és a bura tükrözése lehet.
 

 Szabó András (Miskolc, 2. sz. Ipari Szakközépiskola, IV. o. t.)