Jak obliczyć natężenie światła

Obliczanie natężenia światła w danym punkcie jest podstawowym ćwiczeniem laboratoryjnym, które uczniowie spotykają na lekcjach fizyki. Obliczenia te są nieco trudniejsze niż inne obliczenia dotyczące światła, ponieważ istnieje kilka różnych sposobów oceny natężenia światła. Intensywność światła w danym punkcie zależy od konfiguracji źródła światła i kierunków, w których promieniuje światło. Najprostszy przykład obliczania natężenia światła dotyczy natężenia światła wokół żarówki, która emituje światło jednakowo we wszystkich kierunkach.

Znajdź moc żarówki. Arkusz laboratoryjny może dostarczyć tych informacji lub być może będziesz musiał je znaleźć samodzielnie. Moc jest zwykle edytowana na żarówce.

Zmierz odległość między źródłem światła a punktem zainteresowania. Użyj pomiarów metrycznych.

Przelicz zmierzoną odległość na metry. Na przykład jeśli punkt, w którym chcesz obliczyć natężenie światła, znajduje się 81 cm od źródła światła, zgłoś swoją odpowiedź jako 0,81 metra. Ta wartość reprezentuje promień kuli otaczającej żarówkę.

Podkreśl kwadrat z wartości z kroku 3. Tej liczby użyjesz do obliczenia powierzchni kuli. Pole powierzchni kuli jest równe 4 (pi) r². W tym przykładzie podniesienie kwadratu o promieniu 0,81 metra daje 0,656.

Pomnóż odpowiedź z kroku 4 przez 4. W tym przykładzie pomnóż 0,656 przez 4, aby uzyskać 2,62.

Pomnóż swoją odpowiedź z poprzedniego kroku przez pi. Ta odpowiedź to powierzchnia właściwej kuli natężenia światła. W tym przykładzie pomnóż 2,62 przez pi, aby uzyskać 8,24. Jeśli masz kalkulator naukowy, użyj klawisza pi, aby rozwiązać ten problem. Jeśli używasz kalkulatora czterofunkcyjnego, możesz w przybliżeniu wyliczyć pi jako 3,14.

Podziel moc żarówki przez odpowiedź z poprzedniego kroku. Ta ostateczna odpowiedź jest podana w watach na metr kwadratowy. Ta odpowiedź mówi ci, że natężenie światła w twoim punkcie na kuli jest równe liczbie watów emitowanych przez żarówkę podzielonej przez pole powierzchni kuli. Gdybyś miał 60-watową żarówkę w środku tej kuli, podzieliłbyś 60 przez 8,24, aby uzyskać 7,28 wata na metr kwadratowy jako natężenie światła w punkcie zainteresowania.