Практична робота «Визначення сили світла настільної лампи за допомогою мобільного додатку «Науковий журнал».

Практична робота «Визначення сили світла настільної лампи за допомогою мобільного додатку «Науковий журнал».

Автор: вчитель фізики КЗ ОЗЗСО «Сузір’я» Оріхівської міської ради Середа С.В.

Тема. Визначення сили світла настільної лампи.

Мета: виміряти освітленість та силу світла, сформувати уявлення про основні фотометричні величини, закріпити знання з оптики.

Обладнання: смартфон з мобільним додатком «Науковий журнал», настільна лампа, свічка.

Теоретичні відомості.

Освітленість (Е) – освітлення поверхні, що створюється світловим потоком, який падає на поверхню. Одиницею вимірювання освітленості є люкс (Лк). Освітленість прямо пропорційна силі світла джерела світла. При віддаленні його від освітлюваної поверхні, її освітленість зменшується обернено пропорційно до квадрата відстані.

Коли проміння світла падає похило до освітлюваної поверхні, освітленість збільшується пропорційно косинусу кута падіння проміння.

Освітленість  Е знаходять за формулою закону квадрата відстані:

,

де:

І – сила світла в канделах (Кд);

r – відстань до джерела світла;

α – кут падіння проміння світла.

Освітленість визначають за допомогою фотоелектричного експонометра та люксметра.

Вказівки до роботи.

1. Запустіть мобільний додаток «Науковий журнал – загальне освітлення» (Рис.1). Покладіть свій гаджет під настільною лампою так, щоб промені світла падали перпендикулярно (cosα = 1). Виміряйте освітлення люксметром мобільного пристрою та відстань учнівською лінійкою до джерела світла. Обчисліть силу світла.

2. Повторіть дослід п. 1 ще 4 рази для різних відстаней.

3. Результати вимірювання занесіть до таблиці:

Рис. 1. Вигляд панелі мобільного додатку «Науковий журнал – загальне освітлення»

4. Знайдіть абсолютну та відносну похибки.

Похибки обчислюйте за третім дослідом.

При непрямих вимірюваннях спочатку знаходять відносну похибку за формулою:

Потім визначають абсолютну похибку за відносною:

Δf = ε_f·f_вим

Абсолютна похибка прямого вимірювання (Δx) враховує як систематичну (інструментальну) похибку, зумовлену приладом (Δx_прил), так і випадкову похибку (Δx_вип), зумовлену процесом вимірювання:

Δx = Δx_прил+ Δx_вип.

Якщо вимірювання проводили один раз, то вважаємо, що випадкова похибка дорівнює половині ціни поділки шкали приладу (в нашій практичній роботі проводимо вимірювання один раз для деякої відстані до джерела світла). Ціну поділки та інструментальну похибку учнівської лінійки ви пам’ятаєте. Відносна похибка люксметра вашого гаджета складає 5 %.

5. Проаналізуйте експеримент і його результати, сформуйте висновок, в якому зазначте: 1) яку величину ви виміряли прямими та непрямими методами; 2) яка величина внесла найбільшу похибку; 3) чому в обчисленнях сили світла cosα = 1, якщо промені падали на поверхню перпендикулярно.

Творче завдання.

В затемненій кімнаті виміряйте силу світла однієї запаленої свічки. Порівняйте з силою світла вашої лампи. За додатковими джерелами знайдіть застарілу одиницю вимірювання сили світла. Зробіть висновок.