Lichtintensiteit
Vragen van scholieren
Het meten van de intensiteit van licht komt nogal eens voor bij een experimenteel onderzoek (exo) op de middelbare school. Hieronder enkele onderwerpen waarover vragen bij de faculteit Technische Natuurwetenschappen zijn binnen gekomen.
- Het meten van het verband tussen de verlichtingssterkte van een lamp en de weerstand van een LDR.
- Het vergelijken van het rendement van een gloeilamp en een spaarlamp
- Het bepalen van rendement van een zonnecel in enkele golflengtegebieden, waarbij deze gebieden bepaald worden door de filters die tussen lichtbron en zonnecel geplaatst worden.
Wat maakt het lastig
Het grootste probleem bij dergelijke metingen is dat er sprake is van golflengte-afhankelijkheid.
Ter illustratie een voorbeeld. Stel, je laat zonlicht op een fotodiode vallen. Eerst plaats je voor de fotodiode een filter dat alleen het golflengtegebied 500 - 525 nm doorlaat, en je meet de stroom die de fotodiode afgeeft. Dan vervang je het filter door een ander filter dat alleen het golflengtegebied 800 - 825 nm doorlaat. De stroom blijkt nu ongeveer een factor 4/3 groter te zijn!
Daarover meer in Zonlichtmeting met fotodiode .
Bij zo'n berekening spelen twee aspecten mee. Ten eerste, dat straling die op een detector valt (bijna) nooit dezelfde intensiteit heeft in verschillende golflengtegebiedjes. Ten tweede dat de mate waarin straling door een detector geabsorbeerd wordt (vaak) ook frequentie-afhankelijk is.
Voorbeelden zijn het Zonnespectrum en een Fotodiode als stralingsdetector.
Bij schoolonderzoeken komt het ook voor, dat men een lichtstroomwaarde met de eenheid lumen om wil rekenen in de eenheid watt. Vaak wordt een eenvoudig recept gebruikt, namelijk dat 1 watt overeenkomt met 683 lumen. Doch dit is wel erg kort door de bocht. Het probleem is, dat er zowel radiometrische als Fotometrische grootheden gedefinieerd zijn. Radiometrische grootheden hangen samen met het energietransport door straling, fotometrische grootheden met verlichting zoals het oog die ervaart. Hierdoor speelt bij de omrekening lumen<=> watt weer de golflengte-afhankelijkheid een rol! In geval van de Lichtstroom van een lamp is een ruwe correctie mogelijk.
