Kako temna je senca?
potek dela
Za merjenje prehoda iz osvetljenega dela v popolno senco smo naredili naslednjo preprosto napravo:
Sestavljena je iz petih poglavitnih delov:
- svetila (mlečna žarnica, flourescentna žarnica oziroma neonka, LED dioda)
- kartonska zaslonka za neonko (za regulacijo širine neonke)
- kartonska ovira, ki je zaradi manjšega odboja svetlobe črne barve
- zaslon za vizualno nadzorovanje dogajanja (sence)
- fotoupornik (iz kompleta senzorjev Vernier) za merjenje osvetljenosti
Fotoupornik je bil pritrjen na leseno klado, naslonjeno na dolgo palico.
Tako smo zagotovili stalno pravokotnost senzorja glede na zaslon.
Kartonsko oviro smo postavili na tako oddaljenost od zaslona, da je bila vidna vsa polsenca, ter da je bil rob ovire na simetrali med svetilom in zaslonom.
Eksperiment je bil postavljen tako, da je bil senzor obrnjen stran od vseh drugih izvirov svetlobe,
ki bi lahko opazno motili meritve.
Meritev sence smo začeli tako, da smo senzor postavili na rob popolne sence.
Nato smo ga po en centimeter premikali proti drugemu robu ter beležili osvetljenost.
To smo ponovili z mlečno žarnico, LED diodo in neonko dveh različnih dolžin.
Pri merjenju z neonko smo opazili zanimiv pojav, da so vrednosti, ki jih je izmeril senzor v
posamezni točki, nihale s precejšnjo amplitudo in periodo okoli pol minute. Edina razlaga, ki
smo jo uspeli najti za ta pojav, je podobna frekvenca utripanja žarnice in zajemanja meritev
senzorja. Zaradi podobne frekvence pride do t.i. utripanja, kar je bilo ravno tako opazno, ko smo
neonko slikali z digitalnim fotoaparatom. Zato smo pri meritvah z neonko upoštevali le maksimalne
vrednosti, izmerjene v posamezni točki.
Da bi zagotovili čim boljšo primerljivost rezultatov posameznih meritev, smo želeli vse meritve opravljati pri enakih razdaljah.
Ker pa neonka pri majhnih širinah reže ni imela dovolj velike svetilnosti,
smo za točkasto svetilo uporabili LED diodo.
Le ta je imela spredaj odrezano kapico (lečo) ter spolirano sprednjo ploskev, tako da je bila še bolj podobna točkastemu svetilu.
Vendar je bila tudi njena svetilnost premajhna,
da bi lahko merili na enaki razdalji kot pri ostalih svetilih. Svetlobni tok pri zaslonu je bil namreč
še vedno premajhen za natančno meritev. Povečali smo ga tako, da smo svetilo postavili bližje zaslonu.
Pri meritvi z LED diodo smo povečali tudi ločljivost meritve (zaradi zelo ozke polsence).
Meritve smo opravljali v razmaku 0.1 cm.
Za eksperiment smo uporabili štiri različna svetila. Kot primer zelo razsežnega svetila
smo uporabili neonko, ki smo jo z zaslonko omejili na 29,5 cm. Kot točkasto svetilo
smo uporabili LED diodo. Ker smo želeli izmeriti še obliko polsence,
smo v meritev vključili tudi mlečno žarnico. Za neposredno primerjavo smo izmerili
tudi polsenco enako široke neonke (8 cm).
Prizadevanjem navkljub nam popolne teme ni uspelo doseči, zato je senzor tudi v "popolni"
senci nameril določeno osvetljenost ozadja, kar je razvidno iz grafa.
Vendar pa ozadje ni imelo bistvenega vpliva na kvaliteto meritev,
saj je bilo dovolj homogeno, da lahko od meritev preprosto odštejemo osvetljenost
zaradi ozadja in pri tem ne naredimo dosti napake.
Galerija fotografij:
