Determinarea experimentală a fluxului luminos emis de către sursele de lumină și a randamentului luminos al corpului de iluminat

I. Introducere

Metodele de masurare in fotometrie se clasifica in:

• Metode subiective – care folosesc ochiul drept instrument de comparatie intre doua luminante, dintre care una corespunde unei surse etalon;

• Metode obiective – care folosesc drept instrument de masurare aparate sensibile la lumina.

In cadrul lucrarii pentru masurarea fluxului luminos se va folosi o metoda obiectiva.

Dispozitivul de masurare il constituie integratorul sferic sau lumenmetrul.

Lumenmetrul este un aparat de forma sferica cu diametrul interior (2R) mult mai mare decat dimensiunile corpului de iluminat sau sursei al carei flux luminos se masoara (fig.1). Pentru a se permite accesul in interiorul lumenmetrului, acesta este constituit din doua emisfere care se pot indeparta. Peretele interior al sferei este vopsit cu o vopsea alba, perfect difusanta, cu coeficient de reflectie cunoscut.

In peretele sferei, intr-un punct accesibil, este practicata o deschidere F, a carei suprafata este neglijabila in raport cu suprafata sferei.

Sursa de lumina, al carei flux luminos urmeaza a fi determinat, se fixeaza intr-un anumit punct in interiorul sferei. De asemenea, in lumenmetrul se gaseste si un ecran E, astfel fixat, incat sa nu permita iluminarea deschiderii F de catre razele de lumina emise direct de sursa S.

Considerand intr-un punct A de pe suprafata interioara a sferei o suprafata infinit mica, dS, aceasta va primi de la sursa un flux luminos emis in unghiul solid infinit mic fluxul luminos reflectat de suprafata dS va fi ; intrucat reflexia este perfect difuza, locul geometric al varfurilor vectorilor intensitate luminoasa emisa de suprafata dS este o sfera (legea lui Lambert), de diametru

(1)

O parte din fluxul luminos reflectat de suprafata dS cade in punctul F, determinand iluminarea acestuia; valoarea iluminarii va fi:

(2)

In baza relatiilor evidente

relatia (2) se scrie

sau, inlocuind relatia (1) in relatia (4) (5)

S= fiind suprafata sferei. Se observa ca iluminarea in punctul F este independenta de pozitia punctului A pe sfera si a punctului S in interiorul sferei.

Prin urmare, iluminarea totala a punctului F este (6)

Intrucat si pozitia punctului F a fost arbitrara, expresia (6) reprezinta iluminarea oricarui punct aflat pe suprafata intrioara a sferei, datorata fluxului luminos al sursei, , care s-a reflectat odata pe peretii lumenmetrului.

Cu ocazia relexiei, peretii sferei constituie o nua sursa de lumina, care emite un flux luminos . In baza independentei, in raport cu pozitia sursei de lumina, a iluminarii determinate pe pereti, determina o iluminare suplimentara a acestor pereti. Valoarea lui se poate calcula cu ajutorul relatiei (6) in care se inlocuieste prin , adica (7)

Procesul se repeat la infinit, astfel incat in fiecare punct de pe suprafata sferei ( deci si in punctual F), iluminarea totala este: