Wyznaczanie wydajności swietlnej - omówienie

  1 Ćwiczenie 42  Wyznaczanie współczynnika wydajności świetlnej jednobarwnego źródła  światła  I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania  1.  Światło jako fala elektromagnetyczna.  2.  Fotometria.  3.  Energia fali elektromagnetycznej, moc.  II. Wprowadzenie  Celem  ćwiczenia jest wyznaczenie sprawności  źródła  światła, którym jest żarówka  o określonej mocy.  Sprawnością świetlną źródła jest stosunek strumienia świetlnego (mocy wyjściowej)  do mocy zużytej (wejściowej):  P φ η =                           (1)  Jednostką jest lumen na wat [lm/W].  Definiuje się również sprawność względną  ( ) λ k , która jest określona wzorem:  ( ) ( ) % 100 max ⋅ = η λ η λ k   Sprawność  świetlna  ( ) λ k  jest funkcją  długości fali. Przeciętny przebieg krzywej  wrażliwości widmowej oka dającej  ( ) λ k  w zależności od  λ  przedstawia rys. 1.  k  (λ) λ [mm]  Rys. 1. Krzywa wrażliwości widmowej oka  Maksimum wrażliwości uzyskujemy dla światła o długości fali  nm 555 , a więc  w części żółto-zielonej widma (krzywa I). Tego rodzaju przebieg wrażliwości otrzymujemy  dla oka adoptowanego na światło dzienne. Oko adoptowane na ciemność wykazuje nieco  inną wrażliwość, maksimum występuje dla  nm 510 = λ  (krzywa II). Jak wiadomo obraz  dawany przez układ optyczny oka powstaje na siatkówce, której budowa jest bardzo  złożona. Znajdują się w niej zakończenia nerwu wzrokowego, tworzące właściwą,  wrażliwą na światło warstwę, znajdującą się w głębi siatkówki. Zakończenia nerwów są w    2  postaci czopków bądź pręcików. Wrażliwość na światło nie jest na całej siatkówce  jednakowa. Największa jest tam, gdzie jest największe zagęszczenie czopków (żółta  plamka). Pręciki są nawet bardziej wrażliwe na światło niż czopki, nie dają jednak wrażeń  barwnych. Dzienna krzywa wrażliwości jest to krzywa wrażliwości czopków, krzywa  nocna charakteryzuje zachowanie się pręcików. Maksimum natężenia w widmie światła  słonecznego odpowiada długości fali niewiele mniejszej od długości charakteryzującej  maksimum wrażliwości oka. Maksymalnej wrażliwości widmowej oka odpowiada  W lm 680 max = η . Odwrotność tego stosunku jest równa  lm W 10 47 , 1 3 − ⋅  i charakteryzuje  najkorzystniejsze energetyczne warunki oświetleniowe, jakie można otrzymać. Opierając  się na krzywej wrażliwości oka można budować za pomocą odpowiednich komórek  energetycznych i filtrów tzw. obiektywne fotometry oceniające  światło podobnie jak  ... zobacz całą notatkę