Вивчення випромінювальної здатності вольфраму

Назва	Вивчення випромінювальної здатності вольфраму
Дата	15.09.2012
Розмір	52.09 Kb.
Тип	Документи

Зміст

Теоретичні відомості та опис установки

. Лабораторна робота №41

Вивчення випромінювальної здатності вольфраму

Мета роботи

Експериментально визначити випромінювальну здатність вольфраму

Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати фізичну суть і закони теплового випромінювання(§3.1, §3.2), квантову гіпотезу і формулу Планка (§3.3)

Прилади і матеріали

Оптичний пірометр із зникаючою ниткою, електрична лампочка розжарення, регулятор напруги, ватметр, блок живлення пірометра (акумуляторна батарея)

^ Теоретичні відомості та опис установки

Абсолютно чорні тіла є ідеалізацією реальних тіл. Теплове випромінювання реальних тіл визначається хімічною будовою тіла і станом його поверхні.

Використання властивостей теплового випромінювання тіл покладено в основу безконтактних методів вимірювання їх температури. Один з них – метод яскравісної пірометрії. Яскравісною температурою тіла Т_я у випромінюванні з довжиною хвилі  називається така температура абсолютно чорного тіла, при якій яскравість обох тіл у світлі однієї і тієї ж довжини хвилі рівні між собою. Дійсна температура

пов’язана з яскравісною температурою Т_я співвідношенням:

, (3)

де

;

=0,45– для вольфраму в області температур 1000–1500 ⁰С, (ln0,45=-0,8);

– середня довжина хвилі спектральної ділянки, яку пропускає світлофільтр пірометра.

Оскільки закон Стефана - Больцмана неможливо застосовувати для реального тіла, то інтегральну випромінюючу здатність

такого тіла можна визначити із формули:

, (2)

де С, n – величини, які залежать від температури тіла;

– дійсна температура тіла.

Якщо реальним тілом є вольфрамова нитка лампи розжарення, то при високій температурі потужність Р, яка підводиться до нитки, майже повністю витрачається на випромінювання. Тоді

. Логарифмуючи вираз (2) отримаємо:

lnP = lnС + n lnT_д. (3)

Побудувавши залежність lnP від lnT_д, можна знайти n як тангенс кута нахилу прямої T_ддо осі абсцис і сталу

. Підставивши значення

в (2) отримаємо значення інтегральної випромінюючої здатності R_T вольфраму.

В коло розжарювання вольфрамової нитки електричної лампочки 6 включені автотрансформатор 7 і ватметр W. В коло розжарювання еталонної лампочки 1 включені реостат

, міліамперметра

і акумуляторна батарея Б. Реостатом

можна регулювати струм розжарювання еталонної лампочки 1 пірометра.

Рис. 1

Шкала пірометра проградуйована в градусах Цельсія по випромінюванню абсолютно чорного тіла. Шкала має дві межі вимірювання: 800...1400 С і 1200...2000 С. Еталонна лампа 1, реостат

, міліамперметр

вмонтовані всередині корпуса пірометра. Регулювання реостата

здійснюється за допомогою гофрованого кільця, яке знаходиться ззовні на пірометрі.

Оптична схема пірометра складається з об’єктива 3, окуляра 5, червоного світлофільтра 2 і дозволяє розглядати в монохроматичному світлі =6,510^-7м зображання розжареної вольфрамової спіралі лампи 1.

Димчатий фільтр використовують при вимірюванні температур в діапазоні 1400...2000С.

Послідовність виконання роботи.

Увімкнути лабораторну установку в мережу 220В. За допомогою регулятора напруги автотрансформатора встановити розжарення нитки лампочки 6, що відповідає червоному світлу.
Увімкнути акумуляторну батарею Б і, переміщуючи окуляр пірометра, добитися різкого зображення нитки розжарення лампочки 6.
Встановити на пірометрі червоний світлофільтр 2.
Обертаючи гофроване кільце реостата пірометра, встановити температуру 900С нитки розжарення еталонної лампочки пірометра. Підрахунок здійснювати за верхньою шкалою пірометра. (При наступних вимірюваннях встановлювати температуру 1000, 1100, 1200, 1300С).
Обертаючи ручку автотрансформатора, досягти вирівнювання яскравостей обох спіралей.
В момент рівності яскравостей спіралей обох лампочок визначити за ватметром значення потужності, яка споживається досліджуваною лампочкою розжарення.
За шкалою пірометра зробити відлік яскравісної температури (). Використовуючи формулу (2), обчислити дійсні температури вольфрамової нитки електричної лампочки, використовуючи відповідні значення .
Побудувати залежність від згідно з формулою (3).
Визначити п як тангенс кута нахилу прямої до осі абсцис а також . За визначеним з графіка значенням знайти С.
Обчислити величину вольфрамової нитки електричної лампочки для всіх значень .
Одержані дані записати в таблицю 1.

Таблиця 1

№ п/п	Т_я , ⁰С	Т_д , К	ln Т_д	P , Вт	ln P
1	900
2	1000
3	1100
4	1200
5	1300

Проаналізувати отримані результати та зробити висновки.

Контрольні запитання

Яке випромінювання називається тепловим? Яка його відмінність від інших видів випромінювання?

Сформулюйте основні характеристики теплового випромінювання.
Дайте означення, що називається абсолютно чорним тілом?
Сформулюйте закон Кірхгофа для теплового випромінювання.
Запишіть та поясніть закон Стефана – Больцмана для теплового випромінювання.
В чому суть квантової гіпотези Планка?
Поясніть оптичний метод вимірювання температури тіл, який використовується в даній лабораторній роботі.

Схожі:

	Лабораторна робота 19 Спектральна густина випромінювальної здатності чорного тіла 1 Порядок виконання лабораторної роботи Після виконання лабораторної роботи, потрібно виконати теоретичне завдання з теми роботи		Методичні рекомендації щодо вивчення української мови в загальноосвітніх навчальних закладах у 201 Головне завдання вивчення української мови як державної – підготовка мовнограмотної людини з високим рівнем комунікативної компетентності,...
	1О.І. Запорожець Розглянуто алгоритми обґрунтування пропускної здатності аеропорту з обмеженнями по авіаційному шуму з метою забезпечення експлуатаційної...		Маніпулятивні стратегії в дискурсі сімейного спілкування Останні десятиріччя позначилися зростаючим інтересом науковців до вивчення впливу потенціалу мови,її можливостей регулювати поведінку...
	Світовий океан Виберете ті елементи, які є елементами океанічного дна По здатності переміщатися і зонам поширення водні організми діляться на такі види		Лабораторна робота 3-16 визначення роздільної здатності та ефективності самогасного лічильника Визначити час відновлення, роздільну здатність та ефективність газорозрядного детектора іонізуючих частинок
	Комплексний екзамен з фахових дисциплін початкового навчання (технології вивчення галузі «Мови І літератури», технології вивчення галузі «Математика», інтегроване вивчення навчальних предметів галузі «Мистецтво», технології вивчення галузі «Людина І світ») Професор кафедри педагогіки та методик дошкільної І початкової освіти, кандидат педагогічних наук, доцент		Зміст та методика вивчення кінематики гармонічних коливань У цій статті йдеться про удосконалення змісту і методики вивчення кінематики механічних коливань, яка є основою для подальшого вивчення...
	В результаті вивчення даного курсу студент повинен України в світовий простір доцільним є вивчення наддержавних політико-економічних утворень, якими є міжнародні організації. Метою...		Розрахунок несучої здатності похилих перерізів підсилених залізобетонних балок мельник С. В На сьогоднішній день накопичилася велика кількість способів та матеріалів для підсилення згинальних залізобетонних конструкцій. Серед...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи

База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації