Šiluminio spinduliavimo tyrimas ir temperatūros matavimas optiniu prietaisu

Darbo tikslas: optiniu pirometru išmatuoti įkaitinto kūno temperatūrą ir nustatyti Stefano-Bolcmano konstantą.
Darbo metodika ir pagrindinės formulės: Kūnai, įkaitinti iki pakankamai aukštos temperatūros švyti, spinduliuoja elektromagnetines bangas. Toks spinduliavimas vadinamas šiluminiu. Išspinduliuojamų elektromagnetinių bangų spektrinė sudėtis ir intensyvumas priklauso nuo temperatūros.
Šiluminį spinduliavimą apibūdina spinduliavimo srautas , tai energijos kiekis išspinduliuojamas iš ploto vieneto per laiko vienetą dažnių intervale ν iki dν. Pastarasis priklauso nuo spinduliuojamo kūno temperatūros ir dažnio. Energijos srautą apibūdina spinduliavimo geba.
(1)
Eksperimentiškai stebima spinduliavimo gebos priklausomybė nuo dažnio esant temperatūroms ir pavaizduota 2 pav.
( 2pav.)
Suminis spinduliavimo srautas visame dažnio intervale vadinamas integraline spinduliavimo geba ir apskaičiuojamas pagal formulę:
(2)
Jei į kūno paviršiaus ploto vienetą per laiko vienetą krinta spinduliavimo energijos srautas , sugertos ir krintančios energijų santykis vadinamas sugėrimo geba:
(3)
B. Stefanas ir L. Bolcmanas nustatė dėsnį, susiejantį absoliučiai juodojo kūno integralinę spinduliavimo gebą su temperatūra:
(4)
V. Vynas nustatė dėsnį, kuris teigia, kad dažnis, atitinkantis absoliučiai juodo kūno spinduliavimo gebos maksimumą, yra tiesiai proporcingas jo absoliutinei temperatūrai:
(5)
Bangos ilgis atvirkščiai proporcingas temperatūrai:
(6)
Čia mK- Vyno konstanta.
Jei kūnas nėra absoliučiai juodas, tai (4) formulė perrašoma:
(7)
Jei įkaitęs kūnas, turintis temperatūrą T yra aplinkoje, kurios temperatūra , jo spinduliavimo geba:
(8)
Jei kūną, kurio temperatūra matuojama, kaitinama elektros srove I, o ją sukelia įtampa U, tai kūno paviršiaus ploto vieneto spinduliavimo geba:
(9)
Iš (8) ir (9) gauname Stefano- Bolcmano konstantos išraišką:
(10)
Bandymo eiga:
1. Paruošiame darbui optinį pirometrą. Įjungiame pirometro kaitinimo šaltinį; ampermetro rodyklė rodo „0“. Sukant diską pagal laikrodžio rodyklę įjungiame pirometro varžą. Per okuliarą stebime pirometro lemputės siūlą, kuris pastebimas, kai jo temperatūra yra C. Įjungiame raudoną filtrą ( matinis filtras išjungtas ). Keičiant okuliaro padėtį, t.y. stumdant jo vamzdelį, gauname ryškų lemputės siūlo vaizdą.
2. Įjungiame kaitinimo lempos, kurios siūlelio temperatūrą matuosime, maitinimo šaltinį ir sudarome nedidelę įtampą, kad lemputė silpnai šviestų.
3. Pirometro objektyvą nukreipiame į kaitinimo siūlą ir nustatome ryškų vaizdą. Pirometrą pastatome taip, kad jo lemputės siūlas uždengtų...

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!