Выполнение работы упражнение I Определение постоянной Стефана-Больцмана
1. Определить площадь поверхности нихромовой проволоки, зная, что ее диаметр d = 0.49 мм, а длина l = 15 мм.
2. Подготовить оптический пирометр к проведению измерений:
а) сфокусировать объектив прибора на раскаленную проволоку;
б) перемещением тубуса окуляра добиться резкого изображения нити накала.
3. Подать на нихромовую проволоку напряжение U1 величиной в 1,1 B.
4. С помощью амперметра определить величину тока І1.
5. Ввести красный светофильтр (λ = 650 нм), поворачивая кольцо 4.
6. Измерить яркостную температуру при данном напряжении. Для этого изменяют накал лампы до тех пор, пока нить лампы не исчезнет на фоне раскаленной нихромовой проволоки. По пирометру сделать отсчет температуры.
7. Снятые показания вольтметра, амперметра и измеренной температуры занести в таблицу 1.
8. По формуле (16.20) вычислить значение постоянной Стефана-Больцмана.
9. Аналогичные измерения провести при напряжениях: 1.2В, 1.3В, 1.4В и 1.5В, вычислить для них σ.
10. Из полученных значений найти среднее значение σ.
11. Вычислить погрешность определения постоянной Стефана-Больцмана.
Таблица 1
№ п/п |
U, B |
I, A |
Tя, K |
T0, K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Упражнение II Определение зависимости расходуемой мощности тока от температуры
1. Используя результаты измерений, U и І из предыдущего упражнения, для каждого опыта провести вычисление мощности тока по формуле (16.18). Результаты занести в таблицу 2.
2. Определить логарифмы мощности Р и яркостной температуры ТЯ. Результаты вычислений занести в таблицу.
3. По данным табл. 2 построить график зависимости 1пР = f (lnTЯ).
Таблица 2
№ п/п |
U, B |
I, A |
P, Вт |
lnP |
TЯ, К |
lnTЯ |
|
|
|
|
|
|
|
Упражнение III Определение постоянной Планка
1. Опираясь на данные таблицы 1, произвести расчет постоянной Планка согласно формуле (16.13) в каждом случае.
2. Определить среднее значение постоянной Планка. Оценить погрешность вычислений.
3. Результаты свести в табл. 3.
Таблица 3
№ п/п |
h, Дж с |
|
Δh |
|
|
|
|
Дж
с
Упражнение IV Определение радиационных температур
1. С помощью таблиц 4, 5 и графика определить действительные термодинамические температуры по измеренным яркостным.
Таблица 4
Материал |
Коэффициент монохроматической излучательной способности материала, λ=0,66 мкм |
|
в твердом состоянии |
в жидком состоянии |
|
Вольфрам |
0,43 |
- |
Железо |
0,35 |
0,37 |
Молибден |
0,37 |
0,40 |
Константан |
0,35 |
- |
Нихром |
0,35 |
- |
Таблица 5
Коэфф. излуч. способ-ности а |
Измеренные яркостные температуры оС, λ=0,66 мкм |
|||||||||
|
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
1600 |
1800 |
2000 |
|
Действительные температуры |
|||||||||
0,05 |
990 |
1130 |
1270 |
1420 |
1570 |
1730 |
1900 |
2250 |
2630 |
3030 |
0,1 |
940 |
1070 |
1200 |
1330 |
1470 |
1610 |
1760 |
2060 |
2380 |
2720 |
0,15 |
910 |
1030 |
1160 |
1290 |
1420 |
1550 |
1690 |
1970 |
2260 |
2560 |
0,20 |
890 |
1010 |
1130 |
1260 |
1380 |
1510 |
1640 |
1900 |
2180 |
2460 |
0,25 |
880 |
1000 |
1110 |
1230 |
1350 |
1480 |
1600 |
1850 |
2120 |
2380 |
0,30 |
870 |
980 |
1100 |
1210 |
1330 |
1450 |
1570 |
1820 |
2070 |
2330 |
0,35 |
860 |
970 |
1080 |
1200 |
1310 |
1430 |
1550 |
1790 |
2030 |
2280 |
0,40 |
850 |
960 |
1070 |
1180 |
1300 |
1410 |
1530 |
1760 |
2000 |
2240 |
0,45 |
840 |
950 |
1060 |
1170 |
1280 |
1400 |
1510 |
1740 |
1970 |
2210 |
0,50 |
840 |
950 |
1050 |
1160 |
1270 |
1380 |
1490 |
1720 |
1950 |
2180 |
0,55 |
830 |
940 |
1050 |
1150 |
1260 |
1370 |
1480 |
1700 |
1910 |
2150 |
0,60 |
830 |
930 |
1040 |
1150 |
1250 |
1360 |
1470 |
1690 |
1910 |
2130 |
0,65 |
820 |
930 |
1030 |
1140 |
1240 |
1350 |
1460 |
1670 |
1890 |
2110 |
0,70 |
820 |
920 |
1030 |
1130 |
1240 |
1340 |
1450 |
1660 |
1870 |
2090 |
0,75 |
820 |
920 |
1020 |
1130 |
1230 |
1330 |
1440 |
1650 |
1860 |
2070 |
0,80 |
810 |
910 |
1020 |
1120 |
1220 |
1330 |
1430 |
1640 |
1850 |
2050 |
0,85 |
810 |
910 |
1010 |
1110 |
1220 |
1320 |
1420 |
1630 |
1830 |
2030 |
0,90 |
810 |
910 |
1010 |
1110 |
1210 |
1310 |
1410 |
1620 |
1820 |
2030 |
0,95 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1210 |
1310 |
1410 |
1610 |
1810 |
2010 |
1.00 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
1400 |
1600 |
1800 |
2000 |
2. Произвести расчет радиационных температур Tрад по формуле (16.15), зная, что для нихрома а=0,35.
3. Все результаты свести в таблицу 6.
Таблица 6.
№ п/п |
TЯ, К |
T, K |
Tрад, K |
|
|
|
|
4. Сделать соответствующие выводы.