 |
|
Потери солнечного света при отражении от зеркала. |  |
|
136/500kHz
RA3TTS
VLF/LF/MF Band Amateur Radio
|
|
|||||||
|
Потери солнечного света при отражении от зеркала. Погрузившись в эксперименты с зеркалами – плоскими и вогнутыми, появилась большая потребность в конкретных цифрах. Что бы дальше двигаться, замечать хоть какую-то разницу и улучшать чего-то, нужен прибор. Не просто довольствоваться результатом, как например с солнечным концентратором когда я прожог дыру в ДВП, а попытаться понять: почему так получилось, разобраться с некоторыми моментами. На самом деле таких моментов может быть сколько угодно, но в данной статье буду говорить об одном из них - потерях светового потока при отражении от зеркала. Проще говоря, если выйти в солнечную погоду на улицу, отразить с помощью зеркала лучи, например на стену какого-либо здания, то отражённый свет будит слабее, чем приходящий на него поток солнечных лучей. Это заметно по пятну на стене - оно становится полупрозрачным и увеличенным в диаметре. Насколько слабее становится солнечный свет, отразившись от зеркала? Хочу рассказать об одном эксперименте проведённым мной в домашних условиях с помощью лазерной указки, зеркала и прибора Люксметра. Марка модели прибора HS1010A. Вместо солнца, источником света будит лазерная указка красного монохроматического цвета. Для того, что бы удобнее было работать, собрал для неё простое юстировочное устройство. Таким образом, появилась возможность менять (по высоте) угол излучения указки. Корпус пришлось разобрать, вместо кнопки поставил тумблер, отдельно вывел батарейки. Для датчика - фотоприёмника прибора, тоже же собрал простенький штатив, что бы удобней его фиксировать. Суть эксперимента следующая: на расстоянии 100см друг от друга, установил светопередатчик (лазерная указка) и фотоприёмник (люксметер). С помощью юстировочного устройства, луч от указки направил точно в центр полусферы фотоприёмника и записал показания прибора. Далее, в место фотоприёмника установил плоское зеркало, а фотоприёмник передвинул к светопередатчику. Между указкой, зеркалом, прибором, расстояние не изменилось - 100см. Луч, отразившись от зеркала, под небольшим углом 5 – 10 градусов направил точно в центр фотоприёмника и записал показания прибора. Теперь, зная сколько люкс приходит на зеркало от светопередатчика и сколько отразилось от зеркала на фотоприёмник, можно рассчитать потери. Проводил измерения дважды и в тёмной комнате и в светлой. Разница в показаниях была не большой и вот почему: фотодатчик находился боком по отношению к включенному светильнику (он на потолке комнаты), поэтому показания были небольшими, где-то 20люкс. Луч от лазерной указки сильный, интенсивность излучения высокая и 20люкс светового фона комнаты погоду не сделают. В этом я убедился сравнивая с экспериментом в темной комнате, показания были следующие - 730люкс прямой луч, 520люкс отражённый. Если округлить до целых чисел, получится: прямой луч 700, отражённый 500. Это где-то 28 – 29% потерь в момент отражения от зеркала. Предположим расчёты верны и другие световые волны, при отражении, ведут себя так же, то несложно подсчитать, сколько понадобится зеркал для увеличения или концентрации света. ВАЖНО! РЕЧЬ ИДЁТ О РАСТОЯНИИ 100СМ, НЕ БОЛЬШЕ! СВЫШЕ 100СМ, ПОТЕРИ УВЕЛИЧАТСЯ! Монохроматический источник света – это не весь спектр световых волн. Интересно, как ведут себя остальные волны? Вывод напрашивается сам собой: нужен ещё эксперимент, но с полихроматическим источником света. На скорую руку смастерил и посмотрел, что будет со светом светодиодной лампы (220В). Лампа мощностью 10 ватт, вставил в ведёрко маянезное, сверху обмотал алюминиевой фольгой, что бы блокировать распространение света сквозь ведёрко. Провёл замеры, несколько раз, так же как и с лазерной указкой – прямой, отражённый свет. Потери 80 – 90%, в среднем 85%. Собрал новую установку, она немного отличатся от светодиодной лампы (220В), в ней один светодиод. В светодиодной лампе (220В) свет более рассеянный, а в новой установке он направленный. В качестве источника света – фонарик, обычный светодиодный фонарик. Фонарик вставляется в бумажную трубу длиной 1,5 метра, далее всё как в эксперименте с лазерной указкой: определяю количество люкс прямого света и отражённого. Установка требует точной настройки, небольшое отклонение от источника света смазывает показание прибора – потери резко возрастали. Измерения проводил в тёмной комнате (есть на видео), несколько раз. По результатам замеров потери при отражении составили 55 – 65%, в среднем 60%. Менял зеркала, в зависимости от качества зеркала значения разнились. Три эксперимента и три разных результата. Попробую высказать свои соображения. Впечатление, что 1 и 3 эксперименты немного схожи, может быть это связано с тем, что свет более плотный, более концентрированный, фотоны не рассеяны, а как бы собраны в пучок, уплотнены. Поэтому они и отражаются с меньшими потерями за счёт своей концентрации. 2 эксперимент, со светодиодной лампой, имеет такие потери, потому что свет рассеян, он как бы ни имеет вектора (бьёт во все стороны), фотоны не имеют достаточной плотности светового потока, за счёт этого много потерь при отражении. К сожалению именно такой свет, на мой взгляд, и преобладает в повседневной жизни, когда на небе нет солнца. Такой рассеянный (пассивный) свет бывает когда солнце прикрыто тучами – не более 25000люкс, пелена на небе, нет солнечных лучей. Скорее всего именно в такую погоду потери будут наибольшими. Однако как только на небе появятся лучи, потери солнечного света при отражении от зеркала начнут уменьшаться. Насколько доверять моим экспериментам, предположениям, рассуждениям, выводам – решать вам. Несколько слов о том, как считал. Записывал показания прибора от прямого источника света, затем отражённый свет. Вычитал разницу и смотрел сколько это будит в процентном отношении. Что бы определить средний показатель, в каждом эксперименте по несколько раз делал замеры (с разными зеркалами), смотрел на разницу разбросов и выводил средний показатель. Пример: Прямой свет 500люкс, отражённый 355люкс. 500 – 355=145. 145люкс – это потери при отражении. Теперь осталось вычесть 145люкс, в процентном отношении, от прямого источника света 500люкс. 500 – 29%=145. Потери 29%. P.s. Друзья, небольшое уточнение! Чтобы не было путаницы, расчёты выполнял с помощью компьютерного калькулятора (стандартный калькулятор в Windows). Почему я об этом пишу? На досуге, взял свой карманный калькулятор (маде ин Чина), он мне выдал следующее: 500 – 29%=355. С начало меня – это, «слегка» напрягло, потом вроде бы разобрался: по всей видимости, здесь другой алгоритм расчёта процентов. То есть, если вместо 29% ввести 71%, то, как раз будит 145. Честно скажу, такие моменты просто раздражают, если не выбешивают, каждый сам себе режиссер называется. Имейте этот в виду, когда пользуетесь каким-либо другим калькулятором! 17.10.2016 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Copyright MyCorp © 2024 |
