Фотометрия – раздел оптики, изучающий количественную оценку воспринимаемой человеком мощности светового излучения. Измерения в фотометрии – это сравнения с эталоном. K примеру, измерение мощности заключается в выражении ее через единицы мощности эталонного источника. До появления современных фотометрических приборов, основанных на фотоэффекте (возникновении электрического тока в полупроводниках под действием светового излучения), процесс сравнения источников света представлялся довольно сложной задачей. Существовало несколько инженерных решений, но в большинстве устройств для сравнения мощностей эталонный и исследуемый источники устанавливались на разных расстояниях до экрана таким образом, чтобы их «действие» на экране было одинаковым. Отличия между приборами были в устройстве их экрана и том, какое именно «действие» сравнивалось.
A1 Представьте точечный источник света, излучающий равномерно во всех направлениях суммарную мощность $N$. Установим экран перпендикулярно одному из лучей точечного источника на довольно большом расстоянии $r$ от источника. Запишите, как будет зависеть от расстояния $r$ мощность излучения $\Delta N$, попадающего на экран, приходящаяся на единицу площади поверхности экрана $\Delta S$ (величина $P=\dfrac{\Delta N}{\Delta S}$ называется интенсивность). Известно, что площадь поверхности сферы радиуса $R$ составляет $S_{сф}=4 \pi R^{2}$.
A3 Среди выданного вам оборудования есть два светодиода. Назовем один (любой) из них исследуемым, а второй – эталонным. Снимите зависимость мощности $N_и$ излучения исследуемого светодиода от протекающего через него тока $I$ в единицах мощности излучения $N_{эт}$ эталонного светодиода, подключенного к батарейному отсеку напрямую. Для каждой измеренной точки оцените погрешность. Постройте график исследованной зависимости.