光照强度和距离

手电筒使用反光材料将光线扩散到更大的区域。激光是“受激辐射放大”的首字母缩写，它能发出更聚焦的光束。

功率输出也与设备中电池的寿命有关。你如何看待这种变化?

观察亮度，强度的主观衡量，并观察功率与光强的关系。

材料

• 小手电筒
• 激光笔
• 手电筒和激光笔的新电池
• 两张图纸
• 米尺
• 沉重的书
• 磁带
• 笔记本和钢笔

过程

1. 把两张图纸并排贴在墙上，贴紧地面。
2. 给激光笔和手电筒都装上新电池。
3. 把厚书叠成两堆。把手电筒固定在一个上面，激光笔固定在另一个上面。它们应该在大致相同的高度，当打开时，它们应该与墙上的图纸中心水平。
4. 把房间里的灯关掉。
5. 测量离墙一米的距离。把光源放在这里，打开手电筒和激光笔，把它们对准一张图形纸的中心。
6. 通过数被光照亮的方格，测量光所覆盖的面积，并记录在你的笔记本上。记录任何观察结果。
7. 把光源移到离墙更远的地方，增加半米，然后重复第6步。在房间里尽量走远
8. 让手电筒和激光笔开着1小时，重复步骤6和7，从距离纸一米开始，测量之前测量的距离。
9. 每隔一小时重复一次，直到激光笔或手电筒的电池用光为止。

结果

在任何距离上，手电筒都会比激光笔覆盖更大的图纸面积。手电筒离墙越远，光线覆盖的区域就越大。激光笔在任何距离都能覆盖相同的区域。手电筒开的时间越长，光线就会越暗。当电池用光时，激光笔也会变暗。

为什么?

手电筒离纸越远，被照亮的方格就越多。这意味着光线强度较低(每平方米的功率较低)。对于每次试验(一次一组测量)，我们将假设手电筒和激光笔的输出功率是恒定的，因此我们可以在一定距离上进行比较。当灯一直开着时，电池会消耗能量，损失在热、光和内阻上，输出的电量会减少。灯开着的时间越长，输出的功率就越小，光的强度和亮度就会降低。

激光笔在实验的大部分时间里将保持相同的强度，因为它是一束聚焦的光束，不会被手电筒中的锥形反射器故意散射和扩散。然而，在电池寿命接近尾声时，光线强度可能会下降。