Примеры решения задач.

Задача 1. Вертикальная поверхность клетки находится на расстоянии r=8 м от УФ источника света, создаваемого тремя лампами. Одна из них перегорела. На сколько метров надо подвинуть источник света ближе к клетке, чтобы животное получало ту же облученность?

Дано: n =3 r =8 м E =const	Решение. Облученность по закону освещенности , где I – сила света одной лампы, α – угол падения луча, r – расстояние от источника до освещаемой поверхности. Облученность от трехламп должна ровняться облученности от двух ламп Здесь ; . Отсюда;
х - ?

Ответ. Источник света надо подвинуть к клетке на x =1,5 м

Задача 2. Какое количество теплоты излучает 1 поверхности тела лошади за 1 час, если в конюшне температура 15°С, а температура кожи лошади 37°С. Коэффициент излучения Вт/м²К₄.

Дано: к =5. Вт/м2 .К4 15+273=288. К S=1 T=1 ч=3600 с	Решение. В соответствии с законом Стефана-Больцмана, теплоотдача лошади q=k( ) Количество теплоты, излучаемое поверхностью S за время t будет Q=qSt или Q=kSt( )   Q=5. .1 .3600( )=424 . Дж=424 кДж
Q-?

Ответ: 1м²поверхности тела лошади за 1 час отдаёт Q = 424 кДж тепла.

Задача 3. На стекло в теплице падает свет, коэффициент поглощения которого данным стеклом к=0,65 . Какой толщины стекло d надо взять стекло, чтобы внутрь теплицы попадало не менее 0,8 световой энергии, падающей на поверхность стекла?

Дано I=0,8 к=0,65	Решение В соответствии с законом Бугера интенсивность света, прошедшего через слой вещества толщиной d уменьшается - интенсивность падающего света. K – коэффициент поглощения. По условию задачи . Следовательно, ; ; ; см=3,4мм 3мм
d - ?

Ответ: Толщина стекла в теплице должна быть d=3мм

Задачи

7.1. Определить теплоотдачу с поверхности тела коровы, если в коровнике температура t=17°С. Коэффициент излучения к=4,8^. Вт/м^{2 .}К⁴. Средняя температура кожи коровы 37°С.

7.2. На рабочих столах пункта ветеринарного обслуживания должна быть освещенность Е=30 лк. Какую минимальную силу света должна иметь лампа, находящаяся на высоте r=2 м от поверхности стола? Найти также полный световой поток Ф, создаваемый этой лампой.

7.3. Лампа мощностью N =120 Вт имеет силу света I =120 кд. Определить: 1) полный световой поток Ф, создаваемый этой лампой 2) ее световую отдачу К.

7.4. Над квадратной площадкой, со стороной квадрата а=1,3 м висит лампа, сила света которой 400 кд. Лампа висит на высоте 2,2 м. Определить максимальную и минимальную освещенность площадки.

7.5. Определить угол поворота плоскости поляризации света, проходящего через трубку поляриметра, наполненную мочой больного сахарным диабетом. Длина трубки 20 см, концентрация сахара в моче С=0,05 г/ см³. Удельное вращение 6,67 .

7.6. Определить концентрацию сахара в моче диабетика, если в трубке сахариметра длиной 20 см, плоскость поляризации света повернулась на угол φ=4°. Удельное вращение 6,65 .

7.7. При прохождении света сквозь жировую ткань толщиной d=3мм интенсивность его уменьшается на 94%. Вычислить коэффициент поглощения света к жировой тканью.

7.8. Интенсивность света, прошедшего сквозь кювету с лекарством уменьшилась на 18%. Толщина лекарственного раствора 8см. Определить коэффициент поглощения света к.

7.9. Интенсивность света, прошедшего сквозь слой атмосферы толщиной

d= 1км уменьшилась в 2,7 раза. Определить коэффициент поглощения света воздухом к.

7.10. Лазерное излучение мощностью N=2мВт может вызвать ожог сетчатки глаза за время t=2с при площади пятна S= 1,2 . Найти 1)интенсивность потока лазерного излучения I; 2) число фотонов, падающих на сетчатку. Длина световой волны λ=632,8 нм. Постоянная Планка h=6,63^.10^-34Дж ^.с.

7.11. Порог зрительного ощущения глаза человека N=3^.10^-17 Вт. Глаз наиболее чувствителен к длине волны λ=555 нм. Определить число фотонов попадающих в глаз за t=1 мин. Постоянная Планка h=6,63^.10^-34Дж ^.с.

7.12. Помещение молодняка сельскохозяйственных животных дезинфицируют светом ртутно-кварцевой лампы, дающей ультрафиолетовое излучение с длиной волны λ=254 нм. Число фотонов, попадающих на площадь S=1 за 1 сек равно n=77^.10¹⁷. Найти интенсивность облучения I.

7.13.Облучение куриных яиц в инкубаторе наиболее эффективно при длине волны λ=4,1 мкм. Используя закон Вина, определите температуру проволочной спирали в нагревателе. Найти также энергетическую светимость спирали и интенсивность облучения, считая спираль абсолютно черным телом. Константа Вина b=2,89^.10^-3м^.К.

Константа Стефана –Больцмана σ =5,6697^.10^-8Дж ^. м ^-2 .с^-1.К⁴.

Ответы 7. Волновая, квантовая природа света. Фотометрия.

7.1.104 .7.2.120 кд; 1507 .7.3.1507 ; 12,6 .7.4.86,6 лк;66,5 лк.7.5.6⁰40^/.7.6.0,03 . 7.7.0,94 .7.8.2,5 .7.9.10^-3 .7.10.1,67^.10³ ; 1,27^.10¹⁴.7.11.5023.7.12.6 .

7.13.434 ⁰С; 14166 ; 0,28 .