Kezdőlap


Feladat:	258. fizika mérési feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: nehéz
Megoldó(k):	Fülöp Bálint , Gyenis András , Jankó Zsuzsanna , Kocsis Vilmos , Kőrösi Márton , Lantos Judit , Meszéna Balázs , Szilágyi Csaba
Füzet:	2005/december, 570. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Egyéb fotometria, Mérési feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 2005/február: 258. fizika mérési feladat

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

Megoldás. Egy teljesen sötét szobában két zseblámpával (egy kicsivel és egy nagyobbal), valamint egy zsírfoltos papírlappal kísérleteztem. A zseblámpák előlapját (lencséjét) eltávolítottam, így az általuk kibocsátott fény kevésbé volt irányított (kevésbé volt inhomogén szögeloszlású).
A lámpák és a papírlap $r_{1}$ illetve $r_{2}$ távolságát (merőlegesen beeső fénysugarak mellett) fokozatosan addig változtattam, amíg a folt ,,láthatatlanná'' vált. Mivel a papírlapon a megvilágított terület a papírtól mért távolság négyzetével arányos, azt vártam, hogy (adott $P_{1,2}$ lámpateljesítmények esetén)

\begin{matrix} \frac{P_{1}}{r_{1}^{2}} = \frac{P_{2}}{r_{2}^{2}}, ahonnan \frac{r_{1}^{2}}{r_{2}^{2}} = \frac{P_{1}}{P_{2}} = állandó . \end{matrix}

Mérési adataim (a lámpák és a papírlap távolságát néhány cm-től 30 cm-ig változtatva) a fenti mennyiség állandóságát 10 százalékos hibahatáron belül igazolták, az

8, 87 \pm 0, 8

-nak adódott.
A mérés második felében a kisebb lámpát változatlan helyen hagytam, míg a nagyobb lámpa fényének beesési szögét

(α)

változtattam. Azt vártam, hogy ilyenkor a felület tényleges méretének és a merőleges vetületének különbözőségéből adódóan egy

cos α

-s szorzótényező csökkenti a papírlap megvilágítását:

\begin{matrix} \frac{P_{1}}{r_{1}^{2}} cos α = \frac{P_{2}}{r_{2}^{2}}, azaz \frac{r_{1}^{2}}{r_{2}^{2}} \frac{1}{cos α} = \frac{P_{1}}{P_{2}} = állandó . \end{matrix}

A beesési szöget

47^{\circ}

és

83^{\circ}

között változtatva a fenti mennyiség valóban jó közelítéssel állandónak,

8, 95 \pm 0, 5

-nak adódott.
A legtöbb mérési hiba a fény inhomogenitásából származott, nehéz volt pontosan megfigyelni a zsírfolt eltűnésének pillanatát, továbbá a távolságok méréséből is származott (különösen a kisebb távolságoknál) számottevő hiba.