怎样测亮度比较准确.doc

怎样测亮度
江苏丰县初级中学 刘庆贺

天黑以后，房间里就需要开灯。谁都知道，离灯越远的地方，亮度越低。那么，亮度和距离之间是什么关系呢？是不是距离增加1倍，亮度就减弱一 半呢？
不是的。有人做过这样的实验：
点1支蜡烛，在距离蜡烛1米远的地方看报纸，还能够看清楚；把报纸移到2米远的地方，因为亮度减弱了，报纸上的字就看不太清楚。于是，他并排点起了2 支蜡烛，可还是看不清；再增加 1 支，依然如故；直到点起 4 支以后，才算看清楚。这证明，距离增加到两倍，亮度不止是减弱一半，而 只有原来的四分之一。继续实验下去的结果还证明：要想在3倍距离上得到原来的亮度，必需点 3×3 即 9 支蜡烛；在 4 倍距离上，必需点 4×4 即 16 支蜡烛……从这里，我们可以找到亮度随距离而减弱的规律。这个规律用数学关系来表示，就是距离增大到n倍，亮度就减弱到原的 1/n2。顺便说一下，声音减弱的规律也是这样。
知道了这个规律，我们就可以利用它来比较两盏灯或任何两个光源的亮度了。比如说，你想知道一盏煤油灯比一根普通的蜡烛亮多少倍，或者说，你想知道用几根普通的蜡烛才能得到同一盏煤油灯相同的亮度，就可以做这样一个实验。
把一盏煤油灯和1支蜡烛放在桌子的一头，在另一头垂直地竖起一张白色的卡片（可以用两本厚书把它夹住）。在卡片前面不远的地方垂直地竖一支铅笔。这时，铅笔在卡片上映出两个影子：一个是亮度较大煤油灯照出的；另一个亮度较小的蜡烛照出的。这两个影子浓淡的程度不一样。你往前移动蜡烛，使两个影子的浓淡程度相同。再量一量煤油灯和蜡烛到卡片的距离相差几倍，就能判断出煤油灯比蜡烛亮几倍。假定煤油灯到卡片的距离是蜡烛到卡片距离的3倍，那么，它的亮度就是蜡烛亮度的9倍。
利用纸上的油点也可以测定亮度。
在纸的一面放一盏灯，从背着灯的一面看，油点是亮的；从迎着灯的一 面看，油点是暗的。现在在纸的两侧，对称地各放一盏灯，两灯的连线通过油点垂直纸面。如果这两盏灯亮度不相等，那么从纸的两侧分别看去，油点的明暗程度也不相等。逐渐移动（注意移动的方向必须和纸面垂直）其中一盏灯，改变它和纸的距离，使油点从纸的两侧看来都差不多。然后分别量出两盏灯到油点的距离，进行上面说过的计算，就可以知道两盏灯的亮度相差多少了。
为了能够同时观察两侧油点的亮度，可以在纸的上侧放一面镜子。怎么放法呢？你自己会想出来的。