منضدة مقياس الاستضاءة – المواد الشفافة وشبه الشفافة والمعتمة، والانعكاس، وقانون التربيع العكسي

ماذا تعرض

عندما يسقط الضوء على مادة ينفذ جزء منه، وينعكس جزء آخر، ويُمتص الباقي. المواد الشفافة تسمح للضوء بالمرور مباشرة، والمواد شبه الشفافة تشتته، أما المواد المعتمة فلا تنفذ منه شيئًا. والأسطح الملساء اللامعة تعكس الضوء في اتجاه واحد (انعكاس منتظم)، بينما تشتته الأسطح الخشنة غير اللامعة في كل الاتجاهات (انعكاس منتشر). والمرشح اللوني ينفذ أساسًا الضوء الذي له لونه. وينتشر الضوء الصادر عن مصباح صغير على سطح كرة، فتتناقص شدة الاستضاءة مع مربع المسافة: E = I/r². ويقيس مقياس الاستضاءة شدة الاستضاءة بوحدة lux.

طريقة الاستخدام

في «المواد» اختر «العينة»، واضبط «المقياس» على «خلف العينة (نافذ)» أو «أمام العينة (منعكس)»، وغيّر «الزاوية φ» أو اسحب المقياس حول العينة، ثم اضغط «تسجيل». سجّل الحامل الفارغ عند φ = 30° بوصفه I₀، وألغِ تحديد «المصباح مضاء» لتسجيل القراءة الخلفية. في «المسافة» اضبط «المسافة r» أو اسحب المقياس، واضغط «تسجيل» عند عدة مسافات، واختر «المنحنى» المناسب لاختبار قانون التربيع العكسي.

المعاملات القابلة للتغيير

• الشاشة المواد: النفاذ والانعكاس, المسافة: قانون التربيع العكسي
• العينة في الحامل بلا عينة (حامل فارغ), زجاج شفاف, زجاج مصنفر, ورق شف, ورق مقوى أبيض (غير لامع), ورق مقوى أسود (غير لامع), ورق أبيض لامع, مرآة مستوية, مرشح أحمر, مرشح أخضر, مرشح أزرق
• مرشح ثانٍ خلف العينة لا يوجد, أحمر, أخضر, أزرق
• موضع المقياس خلف العينة (الضوء النافذ), أمام العينة (الضوء المنعكس)
• زاوية المقياس عن العمود المقام φ 0–85 °
• أضواء الغرفة مضاءة
• المسافة من المصباح إلى المقياس r 0.1–1 m
• شدة إضاءة المصباح الصغير I 10–100 cd

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا تعطي المرآة قراءة كبيرة عند زاوية واحدة فقط، بينما يعطي الورق المقوى الأبيض قراءة صغيرة عند كل الزوايا؟
2. ماذا يحدث للقراءة عندما تضع مرشحًا أحمر ومرشحًا أخضر معًا، ولماذا؟
3. إذا ضاعفت المسافة عن المصباح، فبأي معامل تتغير القراءة، ولماذا؟