Šiluminio spinduliavimo tyrimas ir temperatūros išmatavimas optiniu pirometru

ŠILUMINIO SPINDULIAVIMO TYRIMAS IR TEMPERATŪROS MATAVIMAS OPTINIU PIROMETRU TIKSLAS: optiniu pirometru išmatuoti įkaitinto kūno temperatūrą ir nustatyti Stefano-Bolcmano konstantą. PRIEMONĖS: nykstamojo siūlo pirometras, kaitinamoji lempa, ampermetras, voltmetras, maitinimo šaltinis. Temperatūros matavimo optiniu pirometru principas pagrįstas įkaitinto kūno spalvos ir švytėjimo intensyvumo palyginimu su etaloninės lemputės siūlo švytėjimu. Pirometrą (1 pav.) sudaro okuliaras 1 ir objektyvas 2, lemputė 3, kurios grandinėje yra srovės šaltinis 4, reostatas 5, ir ampermetras 6. Ampermetras sugraduotas ne srovės, o jos įkaitinto siūlelio temperatūros vienetais. Švytėjimas sulyginamas reostatu 5, raudonojo filtro šviesoje. Matuojant temperatūrą didesnę negu 1400oC, pastatomas filtras 7 ir temperatūra stebima kitoje skalėje. 1 pav. Darbo metodika ir pagrindinės formulės Kūnai, kaitinti iki pakankamai aukštos temperatūros švyti, t.y. spinduliuoja elektromagnetines bangas. Toks spinduliavimas vadinamas šiluminiu. Pagrindinė šiluminio spinduliavimo savybė, kuri nebūdinga kitų rūšių spinduliams, yra jo pusiausvyrasis pobūdis. Išspinduliuojamų elektromagnetinių bangų spektrinė sudėtis ir intensyvumas priklauso nuo temperatūros. Šiluminį spinduliavimą apibūdina spinduliavimo srautas , t.y. energijos kiekis išspinduliuojamas iš ploto vieneto per laiko vienetą dažnių intervale nuo iki d. Pastarasis priklauso nuo spinduliuojamo kūno temperatūros ir dažnio. Energijos srautą, kurį visomis kryptimis spinduliuoja tam tikrame dažnio intervale kūnas, esant tam tikroje temperatūroje, apibūdina spinduliavimo geba . Spinduliavimo geba – tai energijos srautas, kurį kūnas išspinduliuoja iš ploto vieneto visomis kryptimis vienetiniame dažnio intervale: , (1) Suminis spinduliavimo srautas visame dažnio intervale vadinamas integraline spinduliavimo geba ir apskaičiuojamas pagal formule: . (2) Visi kūnai daugiau ar mažiau sugeria krintančią į juos elektromagnetinių bangų energiją. Jei į kūno paviršiaus ploto vienetą per laiko vienetą krinta spinduliavimo energijos srautas , sugertos ir krintančios energijų santykis vadinamas sugėrimo geba: (3) Didžiausia sugėrimo gebą gali būti lygi vienetui. Tokie kūnai vadinami absoliučiai juodaisiais. B.Stefanas ir L.Bolcmanas nustatė dėsnį, siejantį absoliučiai juodojo kūno integralinę gebą su temperatūrą: , (4) čia W/(m2K4) – Stefano-Bolcmano konstanta. V.Vynas nustatė dėsnį, kuris teigia, kad dažnis atitinkantis absoliučiai juodojo kūno spinduliavimo gebos maksimumą, yra tiesiai proporcingas jo absoliutinei temperatūrai: . (5) Bangos ilgis, atitinkantis spinduliavimo gebos maksimumą atvirkščiai proporcingas temperatūrai: , (6) čia b=2,898·10-3 mK – Vyno konstanta. Jei kūnas yra ne absoliučiai juodas tai (4) formulė perrašoma taip: (7) čia A – kūno sugėrimo geba. Absoliučiai juodojo ir kiekvieno kūno, kurio

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!