Pomiary współczynników odbicia i przepuszczania

Ćwiczenie 05
POMIAR WSPÓŁCZYNNIKÓW ODBICIA I PRZEPUSZCZANIA
Ćwiczenie O5
POMIAR WSPÓŁCZYNNIKÓW ODBICIA
I PRZEPUSZCZANIA
1. Cel i zakres ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru współczynników odbicia i
przepuszczania próbek płaskich
2. Opis stanowiska laboratoryjnego
Pomiar współczynnika odbicia
Schemat budowy refraktometru jest pokazany na rys.1 o jego widok zewnętrzny na
fot.1.
Rys.1. Schemat budowy refraktometru
Oznaczenia: K-kula lumenomierza (średnica kuli 100-200 mm), OF-ogniwo
fotoelektryczne z filtrem korekcyjnym, P-przesłona zabezpieczająca ogniwo OF
przed
bezpośrednim
podaniem
nań
strumienia
odbitego
od
powierzchni
Ćwiczenie 05
POMIAR WSPÓŁCZYNNIKÓW ODBICIA I PRZEPUSZCZANIA
przystawionej do otworu pomiarowego, G-galwanometr (mikroamperomierz), Bpróbka badana lub wzorzec współczynnika odbicia, N-naświetlacz, Ż-żarówka
naświetlająca powierzchnię badaną lub powierzchnie wzorca:żarówka powinna mieć
oznaczone napięcie zasilania, przy którym jej temperatura barwowa odpowiada
temperaturze podstawowego wzorca A o T=2854 K, D-diafragma, S1 i S2 – soczewki
achromatyczne umożliwiające wspólnie z diafragmą takie ustawienie, aby obraz
diafragmy pokrywał się możliwie dokładnie z otworem pomiarowym o średnicy
10-20 mm, α-kąt , jaki tworzy oś optyczna naświetlacza z normalną do powierzchni
otworu pomiarowego lumenomierza;powinien on być nie większy niż 20°
Fot.1. Widok zewnętrzny refraktometru
Ćwiczenie 05
POMIAR WSPÓŁCZYNNIKÓW ODBICIA I PRZEPUSZCZANIA
Podczas pomiaru należy zwrócić uwagę, czy obraz diafragmy mieści się w otworze
pomiarowym lumenomierza (reflektometru) oraz czy napięcie zasilające żarówkę nie
ulega wahaniom w czasie pomiarów.
Pomiar przeprowadza się przez przykładanie otworu pomiarowego reflektometru do
badanej powierzchni w miejscach, gdzie jest ona płaska lub zbliżona praktycznie do
płaskiej.
W przypadku znacznych krzywizn powierzchni badanej należy zażądać od wytwórcy
płaskich próbek wykonanych z tego samego materiału ( o takiej samej obróbce
technologicznej jak powierzchnia badana) lub używać jako płytki wzorcowej wzorca o
powierzchni zbliżonej kształtem do powierzchni badanej ( taka próbka wzorcowa
powinna
mieć
współczynnik
odbicia
określony
dokładnymi
metodami
laboratoryjnymi).
Pomiaru należy dokonać w kilku miejscach odbłyśnika, nie mniej jednak niż w trzech,
przyjmując za wynik wartość średnią.
Ponieważ w praktyce plamkę świetlną naświetlacza reflektometru (obraz diafragmy)
trudno jest ustalić dokładnie w otworze lumenomierza lub układ optyczny
naświetlacza
daje
niepożądane
rozproszenie
strumienia,
np.
w
skutek
zanieczyszczenia soczewki S2, spowodowanego prądem fotoelektrycznym ogniwa ifo
, jaki płynie w obwodzie pomiarowym na skutek strumienia rozproszonego wewnątrz
lumenomierza. Współczynnika odbicia powierzchni badanej ρx należy obliczyć wg
wzoru:
ρx = ρw
i fx − i fo
i fw − i fo
w którym:
ρw -wspólczynnik odbicia wzorca,
ifx -wartość prądu fotoelektrycznego dla badanej powierzchni,
ifw -wartość prądu fotoelektrycznego dla wzorca współczynnika odbicia,
ifo -wartość prądu fotoelektrycznego przy ,nie przysłoniętym otworze pomiarowym.
Jako
wzorca
współczynnika
odbicia
należy
użyć
przy
powierzchniach
rozpraszających płytkę np. z prasowanego tlenku magnezowego o znanym ρw, a przy
Ćwiczenie 05
POMIAR WSPÓŁCZYNNIKÓW ODBICIA I PRZEPUSZCZANIA
powierzchniach odbijających kierunkowo np. płytkę srebrzoną polerowaną o znanym
ρw.
Pomiar współczynnika przepuszczania.
Pomiar należy przeprowadzić metodą bezpośrednią obiektywną lub porównawczą,
przystosowaną do pomiaru powierzchni płaskich lub praktycznie płaskich.
Współczynnik przepuszczania τ określa się, jako stosunek strumienia świetlnego
przepuszczonego przez badaną próbkę do strumienia padającego na badaną
próbkę.
Fot.2. Lumenomierz do pomiaru współczynnika przepuszczania
Pomiar współczynnika przepuszczania jest wykonywany w specjalnym lumenomierzu
pokazanym na fot.2. Badana próbka jest umieszczana w okienku pomiarowym.
Tubus pomiarowy należy przesunąć tak, aby szczelnie dolegał do próbki, a następnie
Ćwiczenie 05
POMIAR WSPÓŁCZYNNIKÓW ODBICIA I PRZEPUSZCZANIA
odczytać i zanotować wartość prądu fotoelektrycznego.
Pomiar powtórzyć
przysuwając tubus do kuli pomiarowej bez próbki. Wartość współczynnika
przepuszczania τx należy obliczyć ze wzoru:
τx =
i fx
i fo
w którym:
ifx-wskazanie mikroamperomierza przy strumieniu pomiarowym przechodzącym
przez badaną próbkę,
ifo-wskazanie mikroamperomierza przy strumieniu pomiarowym nie ograniczonym
badaną próbką.
3. Program ćwiczenia
Pomierzyć za pomocą dostępnych przyrządów wartości współczynnika odbicia i
przepuszczania próbek wskazanych przez prowadzącego.
4. Opracowanie sprawozdania
Zestawić w tabeli uzyskane wartości badanych współczynników. Sformułować
wnioski.
5. Literatura
T.Oleszyński:”Miernictwo techniki świetlnej” WNT 1957