Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Изучение закона Стефана—Больцмана
|
|
| Цель: определение температуры тела с помощью оптического пирометра, определение постоянной Больцмана. |
| Оборудование: пирометр, лампа накаливания в металлическом кожухе, блок питания. |
Оптический пирометр ¾ прибор, предназначенный для измерения температуры тел по их излучению в оптическом диапазоне (см. рисунок).
|
Оптический пирометр состоит из зрительной трубы, в фокусе которой находится эталонная лампа накаливания Л. Наведя трубу на исследуемый источник излучения, реостатом r изменяют ток в лампе накаливания Л, добиваясь исчезновения изображения нити лампы на фоне предмета (т. е. добиваются одинаковой яркости источника и лампы). В этом случае температуры нити накала лампы и исследуемого предмета будут одинаковыми. Миллиамперметр, включенный в цепь накала лампы пирометра, предварительно проградуирован по шкале Цельсия по излучению абсолютно черного тела.
Определяемая таким образом (т. е. путем сравнения яркостей) температура тела называется яркостной Т я. С истинной температурой она связана соотношением
(1)
где a — коэффициент исследуемого в данной работе тела (вольфрамовая спираль кинолампы), a = 3,66 10–5 К–1.
Порядок выполнения работы
1. Включить питание кинолампы и пирометра.
2. Передвигая трубки окуляра и объектива пирометра, добиться четкого изображения нити пирометра и спирали лампы.
3. Установить первое из заданных преподавателем значение силы тока в цепи кинолампы.
4. Изменяя сопротивление реостата пирометра, добиться исчезновения изображения нити на фоне спирали кинолампы. Определить температуру по шкале пирометра.
Примечание. Фильтр Ф (см. рисунок) предназначен для предварительного ослабления яркости исследуемого тела в случае, если его температура превышает 1400 °С. Включение фильтра Ф осуществляется поворотом винта на тубусе трубы пирометра. При включенном ослабляющем фильтре измерения проводятся по шкале 1200 ¾ 2000 °С, при выключенном ¾ по шкале 800 ¾1400 °С.
5. Повторить измерения температуры при других значениях тока накала кинолампы.
6. Рассчитать истинные температуры по формуле (1).
7. Вычислить значение постоянной Больцмана по формуле:
где I и U ¾ показания амперметра и вольтметра, включенных в цепь кинолампы; S ¾ площадь излучающей поверхности, равная 0,66 см2.
8. Определить значения энергетической светимости R*, соответствующие установленным температурам по формуле:
R *1 = s1 T 1 4 =
R *2 = s2 T 2 4 =
R *3 = s3 T 3 4 =
9. Данные измерений и вычислений занести в таблицу.
| Номер опыта | I, А | U, В | Т я, К | Т, К | s, Вт/(м2∙К4) | R * Вт/м2 |
10. Построить график R* = f (T 4).
11. Определить среднее значение s и сравнить его с табличным значением (т. е. определить абсолютную и относительную погрешности измерений).
sср = (s1 + s2 + s3)/3 =
Ds = êsср – sтабл÷ =
ds = (Ds/sср)×100% =
Контрольные вопросы
1. Что называют тепловым излучением?
2. Дать определение абсолютно черного тела.
3. Что может служить моделью абсолютно черного тела?
4. Дать формулировку закона Стефана — Больцмана.
5. Описать принцип действия оптического пирометра.
Учебное издание
Составители:
ВАГАН Владимир Алексеевич
ДЖУЖУК Игорь Иванович
Date: 2015-05-08; view: 721; Нарушение авторских прав