Feladat: 157. fizika mérési feladat Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Farkas Illés ,  Liptai Bernadett ,  Major Zsuzsanna ,  Szakács Botond 
Füzet: 1994/április, 236. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Fénytani (optikai) mérés, Fényképezőgép, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1993/december: 157. fizika mérési feladat

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

Az 50 Hz frekvenciájú váltakozó áramra kapcsolt fénycső által kibocsátott fény intenzitása másodpercenként 100-szor ingadozik a minimális (teljesen sötét) és maximális fényerősségű helyzet között. Ezt a gyors, szabad szemmel nem érzékelhető villogást egy fényképezőgép segítségével láthatóvá tehetjük, ha úgy készítünk képet a fénycsőről, hogy a fényképezőgépet az exponálás közben a feladatban leírt módon elforgatjuk. Ekkor a fénycső képe különböző időpillanatokban a filmnek más-más helyén jön létre, így a fényintenzitás időbeli változásának megfelelően a filmen világosabb, ill. sötétebb csíkok rendszere alakul ki. (Hasonló elv alapján készülnek a futóversenyen a célfotók.) Ez a csíkrendszer jól megfigyelhető Szakács Botond (Sepsiszentgyörgy, Székely Mikó Kollégium, X.o.t.) hosszú, néhány másodperces expozíciós idővel készített felvételén (1. fénykép). (A felvétel elmosódottságát a fényforrás véges kiterjedése okozza.)

 

 
1. fénykép
 

A 2. kép Szakács Botond 1/30 másodperces névleges expozíciós idővel készült felvétele. A képen négy sötét vonal található; ez azt jelenti, hogy a valódi expozíciós idő 3⋅10-2 és 5⋅10-2 másodperc közé esik. Kihasználva azonban, hogy a rövid idejű expozíciós idő alatt a film közel állandó sebességel mozog, pontosabb becslést is adhatunk az exponálás idejére.
 

 
2. fénykép
 

Az álló    Teljes    Két sötét    Három sötét    Számolt    Átlagos    fénycső    képszé-    vonal közti    vonal közti    expozíciós    expozíciós    szélessége    lesség    távolság    távolság    idő  [10-2s]     idő  [10-2s]     43    14    2,7    39    12    2,8  35    11    2,7  63    35    3,35,5    59    39    2,7  2,79  20,5    5,5    2,7  34    11,5    2,5  27    9,5    2,3  69    40    3,2  45,5    27    3,0

A fekete csíkok közti távolság a film egy századmásodperc alatti elmozdulásához tartozik, így összevetve ezt a távolságot a teljes csíkrendszer szélességével, megkaphatjuk az expozíciós idő valódi értékét. A pontosság növelése érdekében célszerű figyelembe venni a fénycső véges kiterjedését is. Egy nyugalomban tartott fényképezőgéppel készített felvételen (3. fénykép) mérjük le a fénycső képének szélességét, és az expozícionálási idő számolásakor ezt az értéket mindig vonjuk le a csíkrendszer teljes szélességéből.
 

 
3. fénykép
 

A táblázat Szakács Botond mérési eredményeit tartalmazza. Az 1/30=3,3⋅10-2 másodperces névleges expozíciós idő mellett az expozíciós idő mért értékei 2,8⋅10-2 másodperc körül szórnak.