Порядок выполнения исследований и обработка полученных результатов

1. Включить установку тумблером «сеть». Включить лампу накаливания тумблером «лампа». Дать прогреться установке не менее 2 минут.

2.Выставляют последовательно напряжение накала лампы и измеряют показания мультиметра для всех положений светофильтра. Показания заносятся в таблицу 1.

(После каждого переключения напряжения подаваемого на лампочку, перед началом измерений, необходимо выждать не менее 2-х минут для установления температурного режима!!)

 

Таблица 1. Результаты измерений энергии в спектре вольфрамовой лампы

(в относительных единицах)

 

Режим накала лампы	Длина волны светофильтра
нм	нм	нм	нм	нм	Нейтр. СФ RТ
Поз. 1
Поз. 2
Поз. 3
Поз. 4
Поз. 5

 

3. Из приложений П.1 и П.2 для каждой длины волны определяют спектральный коэффициент излучения k_lТ. Так как у вольфрама k_lТ незначительно меняется с изменением температуры, в формуле (6) можно использовать усредненное значение k_lТ для каждой длины волны из приложения П.1 В таблице 2 для каждого светофильтра дано произведение D l·τ - его ширины пропускания на коэффициент пропускания СФ. Используя соотношение (6) находят . Результаты заносятся в таблицу 3.

 

Таблица 2. Спектральные характеристики светофильтров

 

	Длина волны светофильтра, нм
Δ λ·τ	2,93	3,67	1,039	1,65	2,67

Таблица 3. Результаты расчета распределения энергии в спектре черного тела

(относительные единицы)

 

Режим накала лампы	Температура	Длина волны светофильтра
600 нм	1000 нм	1300 нм	1600 нм	2000 нм	Нейтр. СФ RT
Поз. 1
Поз. 2
Поз. 3
Поз. 4
Поз. 5

 

4. Далее для каждого режима работы лампы накаливания нужно определить температуру нагрева ее спирали. Для этого необходимо использовать специальную программу «Планк-1» лабораторного компьютера, в которую вводятся данные таблицы 3 (описание программы «Планк-1» находится у лаборанта). Компьютер для каждого напряжения питания лампы строит график зависимости спектральной энергетической светимости от длины волны и вычисляет температуру спирали лампы, при которой распределение (1) наилучшим образом описывает экспериментальные результаты. Полученные значения температуры записать в таблицу 3.

5. Для каждого значения температуры рассчитать интегральную энергетическую светимость вольфрама по формуле:

 

, (7)

 

где E_T – измеренные мультиметром значения светового потока при нейтральном СФ, а k_T – средняя величина интегрального коэффициента излучения вольфрама при данной температуре (берется из таблицы П.2). Результаты расчета занести в таблицу 3. в колонку “нейтральный СФ”.

6. Для проверки закона Стефана-Больцмана (3), по полученным экспериментальным данным, построить график зависимости lg (R_T) от lg (T):

 

lg(R_T) = n· lg(T) +n· lgσ. (8)

 

По наклону полученной прямой определить показатель степени n в законе Стефана-Больцмана.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1.Какое тело называется абсолютно черным? Что такое энергетическая светимость?

2.Дайте определение спектральной плотности энергетической светимости. Каким соотношением она связана с энергетической светимостью тела?

3.Напишите формулу Планка.

4.Могут ли кривые, изображенные на на рис.1, пересекаться?

5.В чем заключается закон смещения Вина?

6.Что выражает закон Стефана-Больцмана? Напишите его формулу.

7.В чем состоит закон Кирхгофа? Как он используется в настоящей работе?

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М., Высшая школа, 1989.

2. Излучательные свойства твердых материалов. Справочник. Под редакцией Шейндлина А.Я. М., Энергия. 1974.

3. Свет Д.Я. Объективные методы высокотемпературной пирометрии при непрерывном спектре излучения. М., Наука, 1968.

4. Шапочкин М.Б. Статистическая физика. М., Издательский дом Московского Физического общества, 2004.

 

 

Приложение

Таблица П. 1.

Спектральный коэффициент излучения k_lТ вольфрама.

Длина волны l, нм	Температура, К
	0,414 0,440 0,470 0,494	0,411 0,438 0,467 0,491	0,408 0,435 0,465 0,488	0,406 0,432 0,462 0,485	0.403 0,429 0,459 0,482	0,400 0,427 0,456 0,478	0,398 0,424 0,453 0,475	0,395 0,421 0,450 0,472	0,392 0,418 0,448 0,469	0,390 0 416 0,445 0,466	0,387 0 413 0,442 0,463
	0,496 0,481 0,472 0,479	0,493 0,479 0,471 0,478	0,491 0,477 0,470 0,477	0,488 0,476 0,469 0,476	0,486 0,474 0,468 0,475	0,483 0,472 0 467 0,473	0,481 0,470 0 466 0,472	0,478 0,469 0,465 0,471	0,475 0,467 0,464 0,470	0,473 0,465 0,463 0,469	0,470 0,463 0,462 0,468
	0,487 0,484 0,480	0,484 0,481 0,477	0,482 0.477 0,473	0,479 0,473 0,470	0,476 0,470 0,466	0.474 0,467 0,463	0,471 0,463 0,459	0,468 0,460 0,456	0,466 0,457 0,452	0,463 0,453 0,449	0,460 0,450 0,445
	0,468 0,460	0,465 0,458	0,462 0,456	0,459 0,453	0,456 0,451	0,453 0,448	0,450 0,446	0,447 0,443	0 444 0,441	0,441 0,439	0,438 0,436
	0,453 0,446	0,451 0,444	0,449 0,442	0,447 0,440	0,445 0,438	0,443 0,436	0,441 0,434	0,438 0,432	0,436 0,430	0,434 0,428	0,432 0,426
	0,442 0,443	0.440 0,438	0,438 0,434	0,436 0.430	0,434 0,426	0,431 0,422	0,429 0,418	0,427 0,414	0,425 0.410	0,423 0,405	0,420 0,401
	0,441 0,436	0,434 0,428	0,427 0,419	0,420 0,410	0,412 0,401	0,405 0,393	0,398 0.384	0,391 0,375	0,384 0,366	0,377 0,358	0,370 0,349
	0,426 0,415	0,416 0,406	0,407 0,397	0,397 0,388	0,388 0,379	0,378 0,370	0,369 0,361	0,359 0,352	0,350 0,343	0,340 0,334	0,331 0,325
1000 1050 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900	0,396 0,375 — — — — — — — — —	0,388 0,368 — — — — — — — — —	0,380 0,361 — — — — — — — — —	0,372 0.354 0,345 0,317 0,295 0,278 0,264 0,252 0,242 0,233 0,225	0,364 0,348 0,334 0.308 0,288 0,273 0,261 0,251 0,243 0,236 0,230	0,355 0,341 0,322 0.298 0,280 0,268 0,258 0,251 0,245 0 240 0,234	0,347 0,334 0.311 0,289 0,273 0,263 0,256 0,250 0,246 0,243 0,239	0 339 0,327 0,299 0,279 0,266 0,258 0,253 0,249 0,247 0,246 0,243	0,331 0,320 0,288 0,270 0,258 0,253 0,250 0,249 0,248 0.249 0,248	0,323 0,313 0,276 0,260 0,251 0,247 0,247 0,248 0,250 0,253 0,252	0,315 0 306 0,265 0,251 0,244 0,242 0 244 0,247 0,251 0,256 0,257
	—	—	—	0,217	0,223	0,228	0,234	0,239	0,245	0,251	0,256

Таблица П. 2.

Интегральный коэффициент излучения k_Т вольфрама.

 

Истинная температура, К

kТ

Истинная температура, К

kТ

Истинная температура, К

kТ

0,032 0,042 0,053 0,064 0,076 0,088 0,101 0,114 0,128 0,143 0,158

0.175 0,192 0,207 0,222 0,236 0,249 0,260 0,270 0,279 0,288 0,296

0,303 0,311 0,318 0,323 0,329 0 337 0,341 0,344 0,348 0,351 0,354

 

Р А Б О Т А № 71в

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: