Feladat: 38. fizika mérési feladat Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Bocsák András ,  Bozsér Pál ,  Budai Patroklosz Zsolt ,  Csörgő Tamás ,  Grédics Szilárd ,  Kiss Péter ,  Kunsági Máté Sándor ,  Lóczi Géza ,  Nemes Tibor ,  Rácz Attila ,  Szövényi-Lux Mátyás ,  Tóth Zoltán ,  Várhelyi Tamás 
Füzet: 1981/február, 95. oldal  PDF file
Témakör(ök): Fénytani (optikai) mérés, Fényelnyelés anyagban, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1980/október: 38. fizika mérési feladat

Mérjük meg valamilyen üveg fényelnyelését!

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

A feladat megoldására számos lehetőség kínálkozik. Csörgő Tamás (Gyöngyös, Berze Nagy J. Gimn., III. o. t.) dolgozata alapján mutatjuk be a mérést.
Mivel nem tudott szerezni semmilyen elektronikus fotóérzékelőt, a mérést a hagyományos zsírfolt fotométerrel végezte. Fényforrásul 40W-os opál izzót használt, és fotóméterként zsír helyett vajfoltos papírt alkalmazott.
Először a fotométert hitelesítette 2 db fent megadott izzólámpával. A vajfoltfotométer két oldala nem egyforma. Ha a vajjal bekent oldalról nézett rá, akkor tűnt el a folt, mikor a papír mindkét lámpától 78 cm-re volt. Másik oldalról a folt eltűnésekor a két távolság nem volt egyenlő.
Csörgő Tamás dolgozatában 10 mm vastagságú, 10cm×20cm-es méretű átlátszó üveglapot vizsgált. Mivel ez a fény nagy részét átengedi, a pontos mérés céljából 10 egymáshoz szorosan közel helyezett lemezt használt. Ebben az esetben a vajfolt eltűnésekor 97, ill. 59 cm-re volt a két fényforrástól. Így 10 üveg elnyelését

Q(97cm)2=Q(1-α)10(59cm)2
összefüggés adja meg. Q az ízzólámpa intenzitása, α egy üveglap elnyelési tényezője. Ebből
1-α=0,905,α=0,095=9,5%.
A hibát a fényfolt eltűnésének nem határozott helyzete adja. Ezt a hibát 1 cm-nek vehetjük.
Ekkor tehát 59 cm mérésekor a relatív hiba 2%, míg a 97 cm mérésekor a relatív hiba 1%. A hányados relatív hibája 3%; (1-α) relatív hibája 0,6%1%.

Ebből
α=(9,5±1)%.
Ez a mennyiség jellemző az anyagra és a vastagságra is. Az elnyelést az ismert
I=I0e-μx,
törvény írja le. I0 a beeső, I az átment intenzitás, x a fényelnyelő réteg vastagsága, és μ olyan elnyelési tényező, amely csak az anyag minőségétől függ.
1-α=(I/I0)e-μx,
ahol x=10mm. Mivel α1, felhasználható az e-μx1-μx közelítés. Ebből
μ=α/x=0,095/10mm=(9,5±1)10-31/mm.