Jelenség leírása
Mérjük meg egy fényes fekete felület fényvisszaverõ képességét a beesési szög függvényében! Hasonlítsuk össze ezt egy fényes fehér felület fényvisszaverõ képességével! (Ha nem áll rendelkezésre megfelelõ fénymérõ eszköz, akkor fototranzisztorból vagy fotodiódából könnyen és olcsón készíthetünk.)
Eszközök
fémlap, fotodióda, szögmérő
Magyarázat
A feladat egy fekete és egy fehér fényes felület fényvisszaverõ képességének megmérését kéri a beesési szög függvényében, de nem tesz utalást a visszaverõdési szögre, annak esetleges változtathatóságára. Mezei Márk (Budapest, ELTE Radnóti M. Gyak. Gimn., 12. évf.) gondolt arra, hogy bármennyire is fényes a felület, az valamennyire szórtan veri vissza a fényt, tehát - az ideális síktükörnél megtanult elméleti várakozással ellentétben - a visszaverõdési szög esetleg nem egyezik meg a beesési szöggel, hanem más irányokban is észlelhetõ valamennyi visszavert fény. A feladat ilyen értelmezését túlságosan bonyolultnak találta, így õ is (az összes többi versenyzõhöz hasonlóan) csak a beesési szöggel megegyezõ szögben mérte meg a visszavert fény intenzitását.
Milyen eszközökkel végezték el a mérést a kísérletezõk? Néhányan olyan digitális multiméterrel, amelyen luxmérõ is volt. Fábián Anna (Szeged, SZTE Ságvári E. Gyak. Gimn., 9. évf.) még a készülék típusát is dokumentálta: Maxwell MX25-104-es multiméter. Többen - a feladat szövegében tanácsoltakat követve - maguk ,,barkácsoltak'' fénymérõ eszközt fotodióda (vagy fototranzisztor) felhasználásával. Lantos Judit (Hódmezõvásárhely, Bethlen G. Ref. Gimn., 11. évf.) fényérzékeny félvezetõ eszközzel sorbakötött ellenálláson esõ feszültséget mérte, Varga Lajos (Gyula, Karácsonyi J. Kat. Gimn., 11. évf.) pedig direkt módon egy fotodióda ellenállását olvasta le ellenállásmérõ mûszerrel. A legbonyolultabb fénymérõ ,,berendezést'' Széchenyi Gábor (Szolnok, Verseghy F. Gimn., 10. évf.) alkotta, de ez is mindössze 2 tranzisztorból, egy fotoellenállásból, ampermérõbõl, 5 ellenállásból és egy áramforrásból állt.
A mérési eredmények abban egyeznek meg, hogy a fehér felület minden beesési szögnél több fényt ver vissza, mint a fekete. A visszaverõképességnek a beesési szögtõl való függésére viszont a lehetõ legváltozatosabb eredmények adódtak. Ezek a következõk:
- A beesési szög növekedtével a visszaverõ képesség is nõ. Erre a következtetésre jutott Mezei Márk, Sáfrány Ilona Virág (Debrecen, Irinyi J. Szki. 11. évf.) és Lantos Judit.
- A visszaverõ képesség a beesési szög függvényében csökken, majd nõ, tehát minimumot mutat Gyenis András (Veszprém, Lovassy L. Gimn., 11. évf.), Széchenyi Gábor és Illés Márk (Fazekas M. Fõv. Gyak. Gimn., 9. évf.) mérései alapján.
- A sötét és a fehér felületek eltérõen viselkedtek Csáki Ferenc (Debreceni Ref. Kollégium Gimn., 10. évf.) méréseiben, mégpedig úgy, hogy a sötét egyre többet, a fehér pedig egyre kevesebbet vert vissza a beesési szög növelésével.
Az eredmények sokféleségének lehetõségére Sáfrány Ilona Virág dolgozata világított rá, akinek dr. Bárány Nándor: Optikai mûszerek c. munkájából átvett ábrái különbözõ fémek fényvisszaverõ képességét ábrázolják a beesési szög, illetve a hullámhossz függvényében. Ezek alapján a mérésekben kapott eredmények bármelyike valóban elõfordulhat.
(,,Ami megtörténhet, az meg is történik!'' - Murphy)
