Quả cầu tích phân giúp đo ánh sáng phát theo nhiều hướng bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 11
Quả cầu tích phân dùng mặt trong phản xạ khuếch tán để ánh sáng đổi hướng nhiều lần trước khi một bộ thu lấy mẫu tín hiệu. Cách bố trí ấy giúp phép đo ít phụ thuộc hơn vào việc nguồn đang phát mạnh về hướng nào so với đặt một cảm biến nhỏ ngay trước nguồn.
Vì sao một bộ thu nhỏ dễ bỏ sót?
Hai đèn có thể phát cùng tổng năng lượng ánh sáng nhưng phân bố góc khác nhau. Nếu chỉ đặt bộ thu ở một hướng, đèn chiếu tập trung có thể cho số đọc lớn hơn dù tổng phát ra chưa lớn hơn.
Muốn đo tổng lượng phát trong phạm vi phép đo, cần một cách thu phù hợp. Không thể chỉ nhìn độ sáng của một điểm trên màn rồi tự coi đó là toàn bộ ánh sáng của nguồn.
Thành cầu làm công việc trộn
Ánh sáng đi vào hoặc được phát từ nguồn bên trong cầu gặp lớp phủ phản xạ cao. Mỗi lần phản xạ khuếch tán làm ánh sáng phân bố lại theo nhiều hướng. Sau nhiều lần, bộ thu ở một cổng có thể lấy mẫu một trường sáng đã được trộn về mặt không gian.
Mặt trong thường không phải gương bóng soi rõ hình. Gương bóng chỉ đổi hướng chùm theo góc phản xạ xác định; ở đây cần đặc tính khuếch tán được kiểm soát. Bố trí che đường nhìn trực tiếp có thể giúp tránh bộ thu bị một chùm chiếu thẳng chi phối.
Đo tổng không có nghĩa thu không mất mát
Một phần ánh sáng bị hấp thụ ở thành hoặc thoát qua các cổng. Nguồn và giá đỡ đặt trong cầu cũng có thể hấp thụ ánh sáng. Vì vậy, số đọc phải gắn với cấu hình và hiệu chuẩn thích hợp.
Đo công suất bức xạ và đo quang thông theo độ nhạy mắt người còn là những nhiệm vụ khác nhau. Có quả cầu chưa đủ xác định đơn vị kết quả; còn cần bộ thu, đáp ứng phổ và cách xử lý.
Hiểu lầm: quả cầu khuếch đại tổng năng lượng ánh sáng. Nó phân bố lại ánh sáng để lấy mẫu thuận lợi hơn, trong khi vẫn có tổn hao.
Ghi nhớ: thu nhiều hướng, trộn bằng phản xạ khuếch tán, đọc tín hiệu và hiệu chuẩn theo cấu hình.
Đọc thêm
- Máy đo độ đục nhìn ánh sáng tán xạ trong nước bằng cách nào?
- Vì sao máy quang phổ hấp thụ hai chùm cần một đường tham chiếu?