MSURAREA INTENSITII LUMINOASE A UNEI SURSE DE LUMIN PUNCTUALE CU FOTOMETRUL LUMMER-BRODHUN

Metoda de msurare Lummer-Brodhun a intensitii luminoase a unei

surse este o metod subiectiv pentru c folosete ochiul uman pentru a aprecia o mrime fotometric numit luminan.

Condiii care trebuiesc ndeplinite : - ochiul observatorului trebuie s se adapteze la mediul

ntunecat aproximativ 15 minute astfel nct eroarea de apreciere s aib o importan redus;

- suprafeele care sunt iluminate s fie privite simultan ; - suprafeele s fie perfect difuze. Dac suprafeele sunt

perfect difuze atunci legea urmtoare este valabil :

EL

(1)

unde: - factor de reflexie;

L - luminana suprafeei; E - iluminarea suprafeei. Fotometru Lummer Brodhun

1 - suport metalic gradat; 2 - surs de lumin etalon eS ( cdIe 1000 );

A1 A2

4

1n

Ie Im

1

3 2

Sm Se

Fig. 1 Fotometru Lummer Brodhun

2n

5

6

eX mX cX le lm

3 - surs de lumin n care intensitatea luminoas mI trebuie determinat,

mS ;

4 - cub fotometric; 5 - ghidaj metalic; 6 - ocular.

Cubul fotometric are rolul de a plasa cele doua suprafee ( 1A i 2A ) n

acelai plan prin intermediul unui sistem de prisme astfel nct observatorul s le vad n acelai timp.

Dac luminanele celor dou suprafee sunt egale, rezult :

22

11 EE

. (2)

Dac factorii de reflexie, 1 i 2 , a celor dou suprafee pentru care

se compar luminanele, sunt egali atunci : 21 EE (3)

innd cont de relaia fundamental a iluminrii:

m

m

e

e

l

I

l

I2

2

2

1 coscos (4)

unde:

eI - intensitatea luminoas care produce iluminarea 1E pe suprafaa 1A (figure

1);

mI - intensitatea luminoas care trebuie determinat i care produce

iluminarea 2E pe suprafaa 2A ;

1 - unghiul format ntre direcia intensitii eI i normal 1n la suprafaa 1A ;

2 - unghiul format ntre direcia intensitii mI i normala 2n la suprafaa 2A ;

Unghiurile 1 i 2 sunt egale, atunci:

22

m

m

e

e

l

I

l

I . (5)

unde

2

2

e

mem

l

lII (6)

el - distana ntre sursa etalon ( eS ) i suprafaa 1A ;

ml - distana ntre sursa de luminunde luminana trebuie determinat i

suprafaa 2A ;

Prima etap de studiu Mod de lucru Se fixeaz poziia sursei de lumin etalon eX i sursa de lumin pentru care se fac msurtorile mX i se noteaz coordonatele lor. Poziiile lor rmn fixe pe parcursul msurtorilor. Observatorul care privete prin ocular trebuie s varieze poziia cubului fotometric pn cnd consider c luminanele celor dou suprafee sunt egale. Se citesc coordonatele cubului fotometric cX de pe gradaia

suportului. Coodonatele cubului fotometric sunt notate n tabelul urmtor i se face calcului pentru a determina valoarea intensitii luminoase a sursei de lumin mS .

Nume

observator cX ece XXl

cmm XXl

2

el 2

ml

n

imim I

nI

1

1

n coloana a aptea se elimin valorile extreme (erorile) i se calculeaz o valoare medie a intensitii luminoase mI , fcnd media

aritmetic a valorilor rmase n calcul (n). Fiecare observator trebuie s i determine propria sa eroare raportat la valoarea cea mai probabil a intensitii luminoase mI utiliznd relaia:

100%

m

mim

I

II (7)

n a doua etap se va studia variaia intensitii luminoase cu tensiunea de alimentare a sursei de lumin. Msurrile din a doua etap sunt fcute doar de studenii care au determinat valoarea intensitii luminoase a sursei de lumin punctual mS

cu cele mai puine erori.

2

2

e

memi

l

lII

Etapa a doua a studiului Mod de lucru

1. Se modific tensiunea de alimentare a sursei de la 230V pn la 110V (din 10V n 10V). Pentru fiecare valoare a tensiunii se consider egale luminanele celor dou suprafee.

2. Se scriu valorile cX ,ale ordonatei cubului fotometric, n tabelul

urmtor. 3. Se calculeaz valoarea corespunztoare intensitii luminoase a sursei

de lumin mS pentru fiecare valoare a tensiunii:

][V

U c

X el ml 2

el 2

ml 2

2

e

memi

l

lII

230V 110V . . .

1m

I

2mI

.

.

4. Se reprezint grafic punctele UIim, ntr-un sistem de axe de

coordonate (format4

1 A4) ;

5. Se traseaz curba de variaie a intensitii luminoase cu tensiunea de alimentare;

6. Se determin variaia relativ a intensitii luminoase n cazul unei pierderi de tensiune de 3%:

100%230

1,223230

I

III (8)

unde:

VI 230 - valoarea intensitii luminoase a sursei de lumin pentru tensiunea

VU 230 ;

VI 1,223 - valoarea intensitii luminoase a sursei de lumin pentru o tensiune

de VU 1,223 (pierderea de tensiune este de %3 ).

Fotometru Lummer BrodhunPrima etap de studiuEtapa a doua a studiuluiMod de lucru