Závislost osvětlení na vzdálenosti od zdroje

• Experiment

V počítači spustíme program Logger Lite. Dle obr. 2 nastavíme potřebné údaje (Mode: události se vstupy, Column Name: Vzdálenost od zdroje, Short Name: vzdálenost, Units: cm).

Po nastavení těchto údajů můžeme začít měřit, a to stisknutím zeleného tlačítka Play (viz obr. 3).

Dále umístíme čidlo světla do námi zvolené vzdálenosti (např. 5 cm) a klikneme na modré kolečko Zachovat (viz obr. 4)

Do okna, které se objeví, vepíšeme vzdálenost čidla od zdroje a klikneme na OK. Tímto se nám hodnota osvětlení zanese do grafu.

Poté posuneme čidlo např. na vzdálenost 7 cm od zdroje, opět klikneme na modré kolečko Zachovat a vzdálenost změníme na 7 cm. Kliknutím na OK se i tato hodnota zanese do grafu. Takto pokračujeme až do vzdálenosti, kde se osvětlení už téměř nemění. Poté klikneme na červený obdélníček Zastavit, čímž ukončíme měření.

Získáme graf podobný grafu na obr. 5.

• Výsledek a rozebrání experimentu

Z grafu je vidět, že osvětlení se vzdáleností klesá. Je také vidět, že klesá rychleji než lineárně.

Pro přesné určení závislosti je nutné přenést naměřené hodnoty, např. do Excelu, zde vytvořit graf, přidat spojnici trendu (mocninnou) a zobrazit rovnici regrese. Z rovnice regrese je patrné, že náš graf nejvíce odpovídá funkční závislosti `1/x^2`.

Tato závislost se dala odhadnout již předem. Osvětlení se šíří do plochy koule, jejíž povrch roste s druhou mocninou poloměru.

Na co si dát při provádění experimentu pozor

• Je nutné nastavit vhodný rozsah světelného čidla.
• Zvolit vhodný zdroj osvětlení (např. zdroj napájený stejnosměrným proudem či svíčku).
• Pokud volíme zdroj napájený bateriemi, je nutné zjistit, zda osvětlení měřitelně neklesá kvůli vybíjení baterií.
• Je nutné používat dostatečně bodový zdroj osvětlení (není vhodná např. žárovka, či čelovka s více diodami).
• Pokus provádět v místnosti se stálým osvětlením, pozor i na drobnosti jako zakrytí slunce mraky.

Co by si měli žáci z tohoto experimentu odnést

• Osvětlení s narůstající vzdáleností od zdroje klesá. Klesá rychleji než lineárně.
• Osvětlení klesá s druhou mocninou vzdálenosti.
• Osvětlení klesá s druhou mocninou vzdálenosti, protože se rozkládá do povrchu koule, jejíž povrch roste s druhou mocninou poloměru.
• Pár poznatků o zpracovávání naměřených dat v Excelu. (Vytvoření grafu, nalezení rovnice regrese, ...)