Экспериментальная часть

Приборы и оборудование: оптический пирометр ЛОП-72, блок, содержащий миллиамперметр, реостат, источники постоянного тока, источник света.

Описание установки

Ис­поль­зу­е­мая в ра­бо­те ус­та­нов­ка (рис.6.4) со­сто­ит из пи­ро­мет­ра 1, лам­пы на­ка­ли­ва­ния 2, ам­пер­мет­ра 3, вольт­мет­ра 4, ре­о­ста­та 5, ис­то­ч­ни­ка по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния 12 В. Ос­нов­ной ча­стью ус­та­нов­ки яв­ля­ет­ся пи­ро­метр с ис­че­за­ю­щей ни­тью, при по­мо­щи ко­то­ро­го оп­ре­де­ля­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра ни­ти на­ка­ли­ва­ния.

С хема пирометра изображена на рис.6.5. Основные части пирометра: 1 - объектив; 2 - окуляр; 3 - пирометрическая лампа. Че­рез оку­ляр пи­ро­мет­ра име­ет­ся воз­мо­ж­ность на­блю­дать яр­кость на­ка­ла ни­ти на фо­не рас­ка­лен­но­го те­ла, тем­пе­ра­ту­ру ко­то­ро­го тре­бу­ет­ся оп­ре­де­лить.

П е­ред оку­ля­ром на­хо­дит­ся кра­с­ный све­тофильтр 6, вы­де­ля­ю­щий из спек­т­ров обо­их источников из­лу­че­ние оп­ре­де­лен­ной дли­ны во­л­ны. Ток на­ка­ла ни­ти пи­ро­мет­ри­че­с­кой лам­пы ре­гу­ли­ру­ет­ся ре­о­ста­том 8 при по­мо­щи поворота кольца 5. Мо­ж­но до­бить­ся та­ко­го на­ка­ла ни­ти, при ко­то­ром она пе­ре­ста­ет быть ви­ди­мой, ис­че­за­ет на фо­не рас­ка­лен­но­го те­ла. Из­ме­ря­е­мая температура отсчитывается по шкале 4. При изготовлении пирометр градуируется по излучению абсолютно черного тела.

Так как обы­ч­ные те­ла из­лу­ча­ют не так, как чер­ное те­ло, то дан­ная тем­пе­ра­ту­ра не бу­дет ис­тин­ной. Ее на­зы­ва­ют яр­ко­ст­ной тем­пе­ра­ту­рой те­ла. Дей­ст­ви­тель­ная тем­пе­ра­ту­ра на­хо­дит­ся ли­бо при по­мо­щи таб­лиц, при­ла­га­е­мых к опи­са­нию пи­ро­мет­ра, ли­бо по гра­фи­ку.

Данный пирометр позволяет измерить температуру нагретого тела в интервале 700^оС и выше. Введение дымчатого светофильтра позволяет увеличить температуру до 2000^оС.

Порядок выполнения работы

1. Включить установку в сеть. Включить тумблер «сеть» на блоке питания.

2. Убе­дить­ся, что лам­па пи­ро­мет­ра го­рит и на­кал ее мо­ж­но ме­нять ре­о­ста­том 8. До­бить­ся, что­бы в по­ле зре­ния пи­ро­мет­ра на фо­не вер­хуш­ки ни­ти пирометра бы­ла вид­на нить ис­сле­ду­е­мой лам­пы.

3 . Вра­щая коль­цо ре­о­ста­та пи­ро­мет­ра, до­бить­ся ис­чез­но­ве­ния ни­ти пи­ро­мет­ра на фо­не ис­сле­ду­е­мой лам­пы (рис.6.6, в).

4. По­лу­чен­ные зна­че­ния яр­ко­ст­ной тем­пе­ра­ту­ры, си­лы то­ка и на­пря­же­ния за­не­сти в табли­цу 6.1.

5. Повторить измерения при других значениях силы тока через лампу (всего 5-6 измерений), добиваясь каждый раз ис­чез­но­ве­ния ни­ти пи­ро­мет­ра на фо­не ис­сле­ду­е­мой лам­пы.

6. По данным таблицы 6.2 построить график зависимости Т_дейст.=f(Т_ярк).

7. Зная яр­костную тем­пе­ра­ту­ру ни­ти ис­сле­ду­е­мой лам­пы, найти по гра­ду­и­ро­во­ч­но­му гра­фи­ку ее действительную тем­пе­ра­ту­ру; все данные занести в табл.6.1.

8. По формуле (6.20) вы­чи­с­лить по­сто­ян­ную Сте­фа­на-Больц­ма­на в каждом опыте. Принять а=0.43; S=25 мм².

9. Найти среднее значение σ_{среднее} и рассчитать погрешность Δσ. Все результаты занести в табл.6.1.

10. Из формулы (6.16) выразить постоянную Планка, и, воспользовавшись значением σ_{среднее}, вычислить экспериментальное значение h. Сравнить с табличным. Сделать выводы.

Таблица 6.1

№	I, A	U, B	Тярк, К	Тдейст, К (Т1)	Т2, К	σ,	σ ср.	Δσ	h	Δh
1					300
2
3
4
5
6

Таб­ли­ца 6.2

Tярк,К	1073	1173	1273	1383	1473	1573	1673	1873	2073
Tдейст,К	1117	1227	1337	1447	1561	1677	1791	2021	2258