Цель работы: изучение принципа работы оптического пирометра; измерение температуры нити вольфрамовой лампы с помощью оптического пирометра.
Приборы и принадлежности: оптический пирометр ОППИР 017, электрическая лампочка накаливания, вольтметр, амперметр, выпрямитель, селеновый фотоэлемент, микроамперметр, красный светофильтр, синий светофильтр.
Упражнение 1. Определение постоянной Стефана— Больцмана и качественная проверка закона смещения Вина.
Соберите приборы по схеме рисунка 45.
Оптический пирометр с исчезающей нитью (рис. 45) состоит из корпуса, в котором помещена эталонная лампа накаливания Л с дугообразной нитью.
Перемещая объектив пирометра Об, можно получить изображение исследуемой вольфрамовой нити в плоскости волоска эталонной лампы. Волосок эталонной лампы и изображение исследуемой нити, находящиеся в одной плоскости, фиксируются перемещением окуляра Ок.
Эталонная лампа через ключ K питается током от батареи Б. Накал нити регулируется реостатом R.
|
|
Температуру нити, соответствующую температуре абсолютно черного тела в монохроматическом свете с λ=6500А, отсчитывают по вольтметру со шкалой в градусах Цельсия.
При измерении температуры раскаленного тела регулируют величину тока в эталонной лампе пирометра до тех пор, пока яркость нити эталонной лампы не совпадает с яркостью исследуемого тела (верхняя часть дуги нити эталонной лампы исчезнет на фоне изображения вольфрамовой нити).
Измерив по вольтметру, определяют истинную температуру вольфрама. По данным пирометрической таблицы.
Пирометрическая таблица
Патрон №2
Шкала №1 положение обоймы / * /
T (С0) | ||||||||||
0.26315 | 0.26433 | 0.26573 | 0.26731 | 0.26906 | 0.27094 | 0.27293 | 0.27507 | 0.27719 | 0.27943 | |
0.28172 | 0.28406 | 0.28643 | 0.28884 | 0.29129 | 0.29376 | 0.29626 | 0.29878 | 0.30134 | 0.30392 | |
0.30654 | 0.30919 | 0.31189 | 0.31463 | 0.31741 | 0.32024 | 0.32313 | 0.32608 | 0.32909 | 0.33217 | |
0.33532 | 0.33854 | 0.34184 | 0.34521 | 0.34866 | 0.35219 | 0.35581 | 0.35950 | 0.36328 | 0.36714 | |
0.37108 | 0.37510 | 0.37920 | 0.38337 | 0.38761 | 0.39193 | 0.39631 | 0.40075 | 0.40526 | 0.40983 | |
0.41445 | 0.41912 | 0.42385 | 0.42862 | 0.43345 | 0.43831 | 0.44323 | 0.44819 | 0.45321 | 0.45827 | |
0.46340 |
Шкала № 2 положение обоймы / * * /
T (С0) | ||||||||||
0.30688 | 0.30848 | 0.31012 | 0.31178 | 0.31347 | 0.31518 | 0.31691 | 0.31865 | 0.32041 | 0.32217 | |
0.32395 | 0.32574 | 0.32753 | 0.32934 | 0.33116 | 0.33298 | 0.33482 | 0.33667 | 0.33853 | 0.34041 | |
0.34230 | 0.34421 | 0.34613 | 0.34805 | 0.35002 | 0.35199 | 0.35398 | 0.35599 | 0.35801 | 0.36005 | |
0.36211 | 0.36418 | 0.36628 | 0.36838 | 0.37050 | 0.37263 | 0.37478 | 0.37694 | 0.37910 | 0.38128 | |
0.38346 | 0.38565 | 0.38785 | 0.39005 | 0.39225 | 0.39446 | 0.39667 | 0.39889 | 0.40111 | 0.40334 | |
0.40558 | 0.40783 | 0.41009 | 0.41237 | 0.41467 | 0.41700 | 0.41936 | 0.42176 | 0.42421 | 0.42673 | |
0.42031 |
Шкала № 3 положение обоймы / * * * /
|
|
T (С0) | ||||||||||
0.31844 | 0.31939 | 0.32034 | 0.32130 | 0.32226 | 0.32322 | 0.32691 | 0.32865 | 0.32612 | 0.32709 | |
0.32807 | 0.32905 | 0.33003 | 0.33102 | 0.33200 | 0.33300 | 0.33399 | 0.33499 | 0.33600 | 0.33701 | |
0.33802 | 0.33903 | 0.34005 | 0.34107 | 0.34210 | 0.34313 | 0.34416 | 0.34520 | 0.34624 | 0.34528 | |
0.34833 | 0.34938 | 0.35044 | 0.35149 | 0.35256 | 0.35362 | 0.35469 | 0.35576 | 0.35684 | 0.35792 | |
0.35900 | 0.36009 | 0.36118 | 0.36227 | 0.36336 | 0.36446 | 0.36556 | 0.36667 | 0.36777 | 0.36888 | |
0.37000 | 0.37111 | 0.37223 | 0.37335 | 0.37447 | 0.37559 | 0.37672 | 0.37785 | 0.37898 | 0.38011 | |
0.38124 | 0.38238 | 0.38351 | 0.38465 | 0.38579 | 0.38693 | 0.38808 | 0.38927 | 0.39036 | 0.39151 | |
0.39266 | 0.39381 | 0.39495 | 0.39610 | 0.39725 | 0.39840 | 0.39956 | 0.40071 | 0.40186 | 0.40301 | |
0.40416 | 0.40532 | 0.40647 | 0.40762 | 0.40877 | 0.40993 | 0.41108 | 0.41223 | 0.41338 | 0.41454 | |
0.41569 | 0.41684 | 0.41799 | 0.41914 | 0.42029 | 0.42143 | 0.42258 | 0.42373 | 0.42488 | 0.42602 | |
0.42717 |
Шкала № 4 положение обоймы / * / с насадкой
T (С0) | ||||||||||
0.33337 | 0.33612 | 0.33887 | 0.34162 | 0.34438 | 0.34715 | 0.34992 | 0.35270 | 0.35548 | 0.35826 | |
0.36104 | 0.36382 | 0.36660 | 0.36937 | 0.37215 | 0.37492 | 0.37768 | 0.38043 | 0.38318 | 0.38591 | |
0.38863 | 0.39134 | 0.39404 | 0.39673 | 0.39940 | 0.40205 | 0.40469 | 0.40731 | 0.40991 | 0.41250 | |
0.41506 | 0.41761 | 0.42014 | 0.42265 | 0.42514 | 0.42761 | 0.43007 | 0.43250 | 0.43491 | 0.43731 | |
0.43968 | 0.44204 | 0.44438 | 0.44670 | 0.44901 | 0.45130 | 0.45357 | 0.45583 | 0.45807 | 0.46029 | |
0.46250 | 0.46470 | 0.46689 | 0.46906 | 0.47122 | 0.47337 | 0.47551 | 0.47764 | 0.47977 | 0.48188 | |
0.48399 |
На пути светового потока исследуемой лампы Л поставьте селеновый фотоэлемент СФ. В цепи фотоэлемента возникает фототок, величина которого пропорциональна световому потоку, падающему на него. Чувствительность селенового фотоэлемента к синему и красному свету почти одинакова. Поэтому если перед фотоэлементом поочередно ставить синий и красный светофильтры со средними значениями длин волн в пропускаемых интервалах от λСИН=4700Å до АКр=6500Å, то отношение фототоков iсин и iкр будет такой же функцией температуры, как и отношение спектральных испускательных способностей нити в этих интервалах длин волн.
Изменяя напряжение Uна исследуемой лампе, измерьте:I
1) силу тока I по амперметру;
2) температуру вольфрамовой нити определяется с помощью вольтметра соотнося показания с пирометрической таблицей
3) силу тока i по микроамперметру в цепи фотоэлемента с красным и синим светофильтрами.
Произведите измерения для 5—7 различных напряжений на лампе.
№ Величины | |||||||
U | |||||||
I | |||||||
iкр | |||||||
iсин | |||||||
TºK = t+273 | |||||||
T2 | |||||||
T4 | |||||||
εT | |||||||
Упражнение 2. Определение постоянной Планка.
Используя величины, измеренные в упражнении (1), вычислите по формуле (6.13) постоянную Планка для трех наибольших температур, измеренных вами.
Данные вычислений занесите в таблицу.
(6.14)
γ = 1,82 10-37 Дж сек /град