Порядок выполнения работы

1 2

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 R_T - ………………………………………………………………………………….

W - ………………………………………………………………………………………

Ф - ………………………………………………………………………………………

S - ……………………………………………………………………………………….

t - ………………………………………………………………………………………..

Спектральная плотность энергетической светимости (излучательная способность) – это ……………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………...

где r_λ_,_T - ………………………………………………………………………………….

λ - ………………………………………………………………………………………..

Поглощательная способность – это …………………………………………… …………………….……………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………...………………………………………………………………….......................................

где a_λ_,_T - …………………………………………………………………………………

Ф_λ_,погл - ………………………………………………………………………………….

Ф_λ - ………………………………………………………………………………………

Закон Стефана – Больцмана: ………………………………………………… …….……………………………………………………………………………………..….………………………………………………………………………………………..

где s = – …………………….………………………………………….

R_T – ……………………………………………………………………………………...

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 Р_ИСТ, 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 а_λ,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