Lab Fica II [Lab 6] Fotometria

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO DEPARTAMENTO DE FISICA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL FISICA EXPERIMENTAL II GRUPO 225-A

FOTOMETRIA A. OBJETIVO   

Determinar la intensidad luminosa de una fuente real (lámpara) Comprobar la dependencia de la iluminación con la distancia entre la fuente luminosa y la superficie iluminada. Aprender el uso de las funciones principales de la interface GLX

B. FUNDAMENTO TEÓRICO  



C.

Definición de Fotometría : parte de la óptica que se ocupa de la intensidad de la luz y de los métodos para medirla Magnitudes Físicas que estudia la Fotometría: algunas de estas con flujo luminoso (lumen), intensidad luminosa (candela), luminancia (candela/ ), iluminancia (lux) entre otros. Definición de una fuente puntual: se denomina fuente puntual a aquella que emite la misma intensidad luminosa en todas las direcciones consideradas. Un ejemplo práctico sería una lámpara.

EQUIPO Y MATERIALES Materiales proporcionados por el laboratorio: - Fuente de Luz (lámpara) - Sensor de iluminación - Xplorer GLX (interface) Materiales que deben traer los alumnos - Regla de plástico de 50 cm - 1 par de pilas AAA - Cinta Masking - 1 pliego de cartulina negra

D. PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES

1. 2. 3. 4.

Conecte el sensor de Iluminación al GLX. Encienda la lámpara con la fuente de alimentación graduada a 11 voltios. Encienda el GLX (presionar ). Presione (§) (menú). Configure el sensor, siguiendo los siguientes pasos:

SEGUNDO INFORME DE LABORATORIO: PRESION HIDROSTATICA

1


2

5. Para crear la variable "distancia" y su unidad de medida:        

Presione F4 (sensores) Presione F1 (modo de toma de datos) • Seleccione con la opción manual (^S)) ) presionando el botón central A Seleccione: Nombre de la medida, presionando A Escriba, con el teclado, "distancia" y presione A Seleccione: Unidad de medida, presionando A Escriba con el teclado la letra "m" de metros y presione A Presione Fl (Ok) para aceptar los cambios realizados.

6. Presione (g)(menú). 7. Seleccione tabla con F2 (por defecto se observa la tabla con columnas de intensidad y distancia). 8. Coloque la lámpara perpendicularmente al sensor de iluminación, 2 una distancia de 0 como muestra el diagrama de instalación (fig. 1) 9. Presione (►) para iniciar la toma de datos (en la tabla se observará el primer dato de iluminación. 10. Ingresar la respectiva distancia para el primer dato:  

Presione (p¡) y observara una tabla al extremo inferior de la interface. Ingrese la distancia de la lámpara al sensor: 0.45m, presione F1 (Ok).

11. Repita el paso (10) para registrar los siguientes datos, incrementando la distancia en 0.05m hasta l.OOm. 12. Presione para finalizar la toma de datos. 13. Copiar los datos en la tabla, si no se aprecia todas las filas de datos desplazar el cursor. D(m]

0.45

0,50

0,55

0,60

0,65

0.70

0,75

0,80 0,85 | 1 0,90 0,95

E (lux)

45.55 35.29 29.93 24.16 22.56 20.32 18.72 15.83 15.20 13.20 13.63 11.60


1,00


E. DIAGRAMA DE INSTALACION

F. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES 1. Al aumentar la distancia entre el sensor y la lámpara, ¿cómo varia la lectura de iluminación en el sensor? - Esta decrece, ya que a mayor distancia menor iluminación. 2. Realice tres medidas (para diferentes distancias) con la lámpara fuera del eje. Compare estas medidas con las realizadas para igual distancia, con la lámpara dentro del eje. ¿Qué observa? - Que la iluminación obviamente varia a menos, ya que el experimento en condiciones optimas son cuando la fuente y el sensor están en un mismo eje. 3. ¿Qué conclusiones se puede sacar de las observaciones 1 y 2? - La mayor iluminación se capta con un sensor en el mismo eje que esta.


3


G. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES. 1. Utilizando la relación entre iluminación y distancia, halle el valor de la intensidad luminosa de la lámpara para cada caso y luego el valor promedio con su respectiva incertidumbre I = E.

E= Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Distancia (m) 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 121.524

∑

E (lux) 45.55 35.29 29.93 24.16 22.56 20.32 18.72 15.83 15.20 13.20 13.63 11.60

I ( lumen) 9.224 8.823 9.054 8.698 9.532 9.957 10.53 10.131 10.982 10.692 12.301 11.60

valor promedio de la intensidad luminosa ̅=∑

̅ =

=| ̅

= 10.127

incertidumbre “e” (error) |

∑

=√

e

√

Nº 1 2 3 4 5 6

0.903 1.304 1.073 1.429 0.595 0.17

0.815409 1.700416 1.151329 2.042041 0.354025 0.0289


4


7 8 9 10 11 12

0.403 0.004 0.565 0.855 2.174 1.473

0.162409 0.000016 0.319225 0.731025 4.726276 2.169729

∑ =√

∑

√

e

=√

√

e

=1.13621

e = 0.3077 I = ̅± e

I = 10.127 ± 0.3077

2. Grafique la iluminación E en función de la distancia d. Escriba la ecuación de la curva que se ajusta mejor a sus datos

E = f(D) 50

E (lux)

40 30 20

Linear (Series1)

10

y = -53.223x + 60.669 R² = 0.8653

0 0

0.5

1

1.5

D (m)

-

Ecuación tipo:


5


3. ¿Cuál es el significado físico de los parámetros de la curva obtenida? : E=ADB

-

4. Por el método de mínimos cuadrados determine los parámetros de la curva obtenida y escriba la ecuación empírica

Linealizando:

Dónde:

N° 1

0.45

45.55

- 0.347

1.658

-0.5753

0.1204

2

0.50

35.29

- 0.301

1.548

-0.4659

0.0906

3

0.55

29.93

- 0.260

1.476

-0.3838

0.0676

4

0.60

24.16

- 0.222

1.383

-0.3070

0.0493

5

0.65

22.56

- 0.187

1.353

-0.2530

0.0350

6

0.70

20.32

- 0.155

1.308

-0.2027

0.0240

7

0.75

18.72

- 0.123

1.272

-0.1565

0.0151

8

0.80

15.83

- 0.097

1.199

-0.1163

0.0094

9

0.85

15.20

- 0.071

1.182

-0.0839

0.0050

10

0.90

13.20

- 0.046

1.120

-0.0515

0.0021

11

0.95

13.63

- 0.022

1.134

-0.0249

0.0005

12 Σ

1.00 8.7

11.60 265.99

0 - 1.831

1.064 15.697

0 -2.6208

0 0.419


6


POR MINIMOS CUADRADOS ∑ ∑

=

=

∑

= 35.925394 = 35.93 )∑ ∑

(∑

∑ ∑

∑ ∑

(∑

)

= 1.061


7

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