ПРОВЕРКА ЗАКОНА
СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА
Выполнил(а):
студент(ка) группы _____________________
____________________________________
Проверил(а):____________________________
____________________________________
Дата сдачи отчета:_____________________
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8-4
ПРОВЕРКА ЗАКОНА СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА
Цель работы: экспериментальнопроверить закон Стефана-Больцмана, определить температуру вольфрамовой нити накаливания методом спектральных отношений.
Приборы и принадлежности: модульный учебный комплекс МОК- 0.
Краткая теория
Тепловое излучение – это ………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………...
Абсолютно черное тело (АЧТ) – это ……...……………………………………. …………………………………………………………………………………………...…………………………………………………………………………………...............
Основные характеристики теплового излучения:
|
|
Энергетическая светимость – это ……...……………………………………….. …………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………...…………………………………………………………………………………………...
где RT - ………………………………………………………………………………….
W - ………………………………………………………………………………………
Ф - ………………………………………………………………………………………
S - ……………………………………………………………………………………….
t - ………………………………………………………………………………………..
Спектральная плотность энергетической светимости (излучательная способность) – это ……………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………...
где rλ,T - ………………………………………………………………………………….
λ - ………………………………………………………………………………………..
Поглощательная способность – это …………………………………………… …………………….……………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………...………………………………………………………………….......................................
где aλ,T - …………………………………………………………………………………
Фλ,погл - ………………………………………………………………………………….
Фλ - ………………………………………………………………………………………
|
|
Закон Стефана – Больцмана: ………………………………………………… …….……………………………………………………………………………………..….………………………………………………………………………………………..
где s = – …………………….………………………………………….
RT – ……………………………………………………………………………………...
T – ……………………………………………………………………………………….
Экспериментальное нахождение температуры излучающего тела проводится с помощью метода ……………………………………………………, основанного на формуле Планка для излучательной способности АЧТ.
Температура рассчитывается по формуле
(6)
где ;
λ1 и λ2 - ……………………………………………………………………………..
- ………………………………………………………………………...
………………………………………………………………………………………….
В данной работе поток излучения пропорционален относительной интенсивности излучения , что позволяет заменить отношения в формуле (6)
(11)
Теоретическое значение температуры может быть найдено из закона Стефана-Больцмана для реального тела (с учётом поглощательной способности ).
. (7)
В данной работе в качестве источника излучения используется ………………………………………………………………………………………….
Энергетическую светимость источника излучения можно выразить через мощность РИСТ, которая выделяется на нем, если …………………………… ………………………………………………………………………………………….
, (8)
где S = 22 мм2 -…………………………………………………………………………
Источник излучения нагревается электрическим током, мощность которого при высоких температурах равна
, (9)
где U -……………………………………………………………………………,
I - ……………………………………………………………………………….
Из приведенных законов можно вывести формулу для определения температуры излучающего тела:
(10)
где аλ,Т ≈ …………. – для вольфрама в данном диапазоне температур.
Порядок выполнения работы
1. Включив лампу накаливания, снять показания напряжения U и силы тока I при максимальном напряжении на нити накала лампы. Результаты записать в таблицу 1.
2. Настроить фотоприемник на длину волны λ1 = 0,65 мкми. снять показания относительной интенсивности теплового излучения . Результат записать в таблицу 1.
3. Настроить фотоприемник на длину волны λ2 = 0,94 мкм и снять показания относительной интенсивности теплового излучения . Результат записать в таблицу 1.
4. Повторить измерения для десяти различных напряжений на нити накала, уменьшая напряжение на нити накала на 0,8 – 0,9 В для последующего измерения. Минимальное значение напряжения на вольтметре 3 - 4 В.
Таблица 1
№ | U, В | I, А | , λ 1 = 0,65мкм | , λ 2 = 0,94мкм | Р, | Т | Ттеор | ||
n/n | B | А | Вт | К | К | ||||
1 | |||||||||
2 | |||||||||
3 | |||||||||
4 | |||||||||
5 | |||||||||
6 | |||||||||
7 | |||||||||
8 | |||||||||
9 | |||||||||
10 |
Студент(ка) гр. ____ _________________________________ (указать ФИО)
Дата выполнения _________ Преподаватель _________________
|
|