ФОТОМЕТРІЯ. Завдання для самостійної роботи

1.1. Спіраль електролампи силою світла 500 кд поміщена у матову сферичну колбу діаметром 10 см. Знайти світловий потік, що випромінюється, світність і яскравість джерела, а також освітленість, світність і яскравість екрану, на який падає 10-% світлового потоку. Площа поверхні S=0,1м², коефіцієнт відбивання r=0,8, розсіяння ламбертівське.

1.2. Лампа, що споживає потужність Р=75Вт, створює на віддалі r=3 м при нормальному падінні променів освітленість Е=8лк. Визначити питому потужність р лампи (Вт/кд) і світлову віддачу h (лм/Вт)

1.3. Світлова віддача h (відношення випущеного світлового потоку до споживаної потужності) електричної лампи, потужність якої Р = 100 Вт, становить 14 лм/Вт. Визначити світловий потік Ф і силу світла І лампи, вважаючи, що вона випромінює рівномірно в усіх напрямах.

1.4. Користуючись функцією видності V(l), визначити, у скільки разів п потік Ф_е1 енергії від джерела світла жовтого кольору (l₁= 0,6 мкм) має бути більшим за потік Ф_е2 енергії від джерела світла зеленого кольору (l₂ = 0,555 мкм), щоб вони викликали однакове зорове відчуття на однаковій відстані.

1.5. Знайти світловий потік ртутної лампи високого тиску, яка має лінійчастий спектр і наступний роз-поділ потоку випромінювання Ф(405 нм)=5,2 Вт, Ф(436 нм)=9,1 Вт, Ф(546 нм)=10,5 Вт, Ф(578 нм)=10,2 Вт.

1.6. Електрична лампа розміщується над центром стола на висоті h= 2 м. На якій відстані r від лампи освітленість на столі є меншою в п = 5 разів порівняно з освітленістю центра стола? Лампу вважати точковим джерелом.

1.7. Точкове джерело світла міститься в початку сферичної системи :координат. Визначити повний світловий потік Ф, що випромінюєтьcя джерелом, якщо: а) джерело ізотропне, сила світла його І₀; б) джерело неізотропне, сила світла залежить від полярного кута Q за законом ; в) елементарним випромінювачем є елемент поверхні світного тіла, залежність сили світла якого від полярного кута Q задано законом   

1.8. Купол, який світиться рівномірно, має вигляд півсфери і спирається на горизонтальну поверхню. Визначити освітленість в центрі цієї поверхні, якщо яскравість купола дорівнює В і не залежить від напрямку.

1.9. Над столом знаходиться світильник – плоский горизонтальний диск радіусом r =25 см. Віддаль від нього до поверхні стола h = 75 см. Освітленість стола під центром світильника Е₀=70 лк. Знайти світність цього джерела, вважаючи його ламбертівським.

1.10.  Визначити освітленість Е горизонтальної земної поверхні, яка створюється нічною півсферою. Вважати, що яскравість безмісячного неба B=5-10^-4 кд/м . Чи буде така освітленість достатньою для орієнтування, яке можливе за мінімальної освітленості 1 лк?

1.11. Яскравість B светильника, який має форму куба, однакова у всіх напрямках і рівна 5 ккд/м². Ребро куба рівне 20 см. В якому напрямку сила світла куба максимальна? Визначити максимальну силу світла куба.

1.12. Конус, що світиться, має однакову у всіх напрямках яскравість, рівну В=2 ккд/м². Основа конуса не світиться. Діаметр основи d =20 см, висота h =15 см. Визначити силу світла конуса у напрямках а) взовж вісі; б)перпендикулярному до вісі.

1.13.  Обчислити та порівняти сили світла розпеченої металевої кульки яскравістю В₁=3 Мкд/м² і кульового світильника яскравістю В₂=5 ккд/м², якщо їх діаметри d₁ і d₂ відповідно 2 мм і 20 см.

1.14. Визначити світність поверхні, яскравість якої залежить від напрямку по закону В=В₀соsQ, де Q - кут між напрямком випромінювання і нормаллю до поверхні.

1.15. На висоті Н =1 м над горизонтальною поверхнею паралельно до неї розміщено невеликий диск, що світиться. Сила світла І₀ диска в напрямку його вісі рівна 100 кд. Вважаючи диск за точкове джерело з косінусним розподілом сили світла, знайти освітленість горизонтальної площини в точці А, яка віддалена від на віддаль r = 3 м від точки під центром диска.

1.16. На висоті h = 1 м над центром круглого стола радіусом r =1 м підвішене точкове джерело, сила світла І якого так залежить від напрямку, що освітленість всіх точок стола однакова. Знайти вигляд функції І(Q), де Q - кут між напрямком випромінювання і вертикаллю, а також світловий потік, що падає на стіл, якщо І(0)= І_о = 100 кд.

1.17.  Лампа, сила світла якої І=100 кд закріплена на стелі кімнати. Визначити сумарний потік, який падає на підлогу і стіни кімнати.

1.18. Джерелом світла в кімнаті є білий матовий сферичний плафон діаметра d= 10 см з електроосвітлювальною лампою, сила світла якої І = 200 кд. Плафон поглинає h = 20 % світлового потоку, що випромінює електроосвітлювальна лампа. Визначити світність і яскравість В джерела світла.

1.19. Світильник має вигляд матового плафона сферичної форми радіуса r = 10 см. Яскравість світильника В = 4 ккд/м не залежить від напряму випромінювання. Визначити освітленість Е в точці, яка лежить від центра сфери на відстані _r1= 2 м.

1.20. У кінотеатрі на екран розмірами 5 х4 м. коефіцієнт відбиття якого р = 0,8, з об'єктива кіноапарата падає світловий потік Ф = 2 000 лм. Визначити освiтленість Е, світність R і яскравість В кіноекрана, дія якого виконується закон Ламберта.

1.21. Вертикальний промінь прожектора освітлює центр стелі круглої кімнати радіусом R=2м. При цьому на стелі утворюється зайчик площею S=100 см². Освітленість зайчика Е=1000 лк. Коефіцієнт відбивання стелі r=0,8. Знайти найбільшу освітленість стіни, створювану світлом, відбитим від стелі. Вважати, що відбивання відбувається за законом Ламберта.

1.22.  Люмінесцентна лампа потужністю Р = 10 Вт, випромінювання якої здiйснюється за законом Ламберта, має форму циліндра діаметра d = 2,5 см і завдовжки l = 40 см. На відстані r = 5 м у напрямі, перпендикулярному до осі лампи, освітленість під лампою Е = 2 лк. Визначити яск равість B, світність R та світлову віддачу h лампи.

1.23. Сонце, яке міститься поблизу зеніту, в ясний день створює на горизонтальній поверхні Землі освітленість Е = 7^.10⁴ лк. Діаметр Сонця видний із Землі під кутом a = 32'. Визначити яскравість В_с поверхні Сонця. Поглинанням атмосферою сонячного випромінювання нехтувати.

1.24. Порівняти яскравість В_с Сонця і середню яскравість В ідеально білого матового аркуша паперу, що розміщений горизонтально на поверхні Землі й освітлюється Сонцем.

1.25. На двох стовпах однакової висоти Н = 6 м підвісили дві електроосвітлювальні лампи, сила світла яких І₁ = 1 ккд і І₂ = 8 ккд. Відстань між стовпами = 30 м. Встановити місце між стовпами, де освітленість від кожної лампи є однаковою.

1.26. Над столом на висоті h висить електроосвітлювальна лампа,сила світла якої І. Над лампою на відстані l від неї паралельно поверхні стола розміщено плоске дзеркало. Яка освітленість Е поверхні стола безпосередньо під лампою, якщо електроосвітлювальну лампу вважати точковим джерелом світла?

1.27. Над круглим столом радіуса r = 1 м висить електроосвітлювальна лампа. На якій висоті h треба її розмістити, щоб освітленість краю стола була найбільшою? Лампу вважати точковим джерелом світла.

1.28. Над центром круглого стола радіуса r - 80 см на висоті h = 60 см висить лампа, сила світла якої I = 100кд. Визначити: освітленість Е₁ у центрі стола; освітленість Е₂ краю стола; середню освітленість áEñ стола. Лампу вважати точковим джерелом світла.

1.29. Кругла зала діаметром d=30 м освітлюється лампою, яка закріплена в центрі стелі. Знайти висоту Н зали, якщо відомо, що найменша освітленість стіни зали вдвічі більша найменшої освітленості підлоги.

1.30. В центрі квадратної кімнати площею S=25 м² висить лампа. На якій висоті h від підлоги вона повинна знаходитись, щоб освітленість кутів була максимальною?

1.31. На висоті Н =2 м над серединою круглого столу діаметром d=3 м висить лампа в І₁=100 кд. Її замінили лампою у І₂=25 кд, змінивши віддаль до столу так, що освітленість середини столу не змінилась. Як зміниться освітленість краю столу?

1.32.  Промінь кишенькового ліхтаря падає на стіну будинку і утворює світлову пляму радіусом r₁ = 40 см. У скільки разів меншою буде освітленість стіни дальнього будинку, якщо радіус плями на ній рівний r₂ = 2 м.

1.33.  В центрі круглого столу діаметром d=1,2 м є настільний світильник з однієї електролампи на висоті h₁=40см від поверхні столу. Над центром столу на висоті h₂=2 м від його поверхні висить люстра з чотирьох таких самих ламп. В якому випадку і у скільки разів буде більшою освітленість краю столу: коли горить настільна лампа, чи люстра?

1.34. Знайти середню освітленість опромінюваної частини непрозорої сфери, якщо на неї падає:а)паралельний світловий потік , що створює в точці нормального падіння освітленість Е_о; б)світло від точкового ізотропного джерела, що знаходиться на віддалі l=100 см від центра сфери, радіус якої R=60 см, сила світла джерела І=36 кд.

1.35. Дві однакові лампи освітлюють кімнату. Віддаль між лампами 4 м, віддаль до підлоги по вертикалі – 2 м. Знайти відношення освітленостей посередині між лампами і під однією з ламп.

Дата добавления: 2023-11-19