
- •Сборник лабораторных работ по физике квантовая физика
- •Предисловие
- •Работа № 1. Исследование спектра излучения абсолютно черного тела
- •Введение
- •Задание 1. Снятие спектральной кривой излучения ачт
- •Задание 2. Проверка закона смещения Вина.
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 2 измерение высоких температур оптическим пирометром.
- •Введение
- •Принцип работы и устройство оптического пирометра
- •Измерения и схема установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Работа № 3 изучение серии бальмера.
- •Введение
- •Описание приборов.
- •Порядок выполнения работы
- •Градуировка монохроматора
- •Определение длин волн спектральных линий водорода
- •Спектральные линии ртути
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Приложение тонкая структура атомных уровней
- •Работа № 5 статистический характер радиоактивного распада
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Приложение методы обработки результатов наблюдений Распределение Пуассона.
- •Распределение Гаусса.
- •Метод наименьших квадратов.
- •Критерии значимости. Метод 2
- •Распределение 2
- •Работа № 6 определение максимальной энергии бета излучения радиоактивных веществ
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Схемы бета распадов
- •Описание прибора и метода измерения сопротивления
- •Порядок выполнения работы
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Приложение электропроводность твердых тел.
- •Работа № 9 градуировка термоэлемента и определение его чувствительности
- •Введение.
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Описание установки и методики измерений
- •Измерение ускоряющего (задерживающего) напряжения
- •Измерение анодного тока
- •Измерение температуры катода
- •Внимание! температура катода устанавливается за 1-2 минуты! определение работы выхода электронов
- •Эксперимент Предварительные измерения
- •Измерение работы выхода
- •Построение вольтамперной характеристики и проверка закона «трех вторых»
- •Контрольные вопросы
- •Приложение 1 закон «трех вторых».
- •Приложение 2 вывод формулы ричардсона – дэшмана.
- •Литература
Задание 1. Снятие спектральной кривой излучения ачт
Включить источник питания лампы накаливания и выставить ток накала 8,5 А.
Включить регистрирующий прибор и дать ему прогреться в течение 5 минут.
Выставить отсчетный барабан монохроматора в одно из крайних положений.
Поворачивая отсчетный барабан, снимать показания приемника излучения через каждые 100 делений. Т.к. приемник обладает большой инерционностью, снимать показания через 15 - 20 секунд после выставления деления на отсчетном барабане. Результаты заносить в Таблицу 1.
При прохождении максимального значения в показаниях приемника излучения снять дополнительные отсчеты через 100 делений.
Используя градуировочную кривую монохроматора перевести деления барабана в длины волн.
Таблица 1
Деления барабана |
|
|
|
Длина волны (А) |
|
|
|
Показания приемника излучения (Вт) |
|
|
|
По данным таблицы 1 постройте график зависимости показаний приемника излучения W от длины волны .
По максимуму графика определите температуру АЧТ.
Задание 2. Проверка закона смещения Вина.
Для заданного значения тока накала I, которое было установлено в задании 1, выставить отсчетный барабан на максимум испускательной способности АЧТ.
Изменив значение тока накала лампы, измерить с помощью отсчетного барабана положение максимума испускательной способности АЧТ. Учтите, что смещение максимума происходит на небольшую величину. Результаты измерений занесите в Таблицу 2. Температура тела в последней строке таблицы рассчитывается по закону смещения Вина.
Проделать измерения для 5 различных значений силы тока
Постройте график зависимости температуры АЧТ от длины волны. По осям графика отложите:
вдоль оси ординат – значения температуры Т,
вдоль оси абсцисс – величину 1/, где - длина волны, соответствующая максимуму испускательной способности АЧТ при данной температуре.
Убедитесь в том, что точки на получившемся графике укладываются на прямую.
Таблица 2.
Ток накала I (A) |
|
|
|
Длина волны (А) |
|
|
|
Температура АЧТ (K) |
|
|
|
Контрольные вопросы
Из формулы Планка (3) получите закон смещения Вина.
Из формулы Планка получите приближение Релея-Джинса.
Из формулы Планка получите закон Стефана-Больцмана.
Известно, что плотность потока солнечного излучения, падающего на поверхность Земли составляет около 1,36 кВт /м2, а температура поверхности Солнца около 5800 К. Оцените по этим данным давление потока солнечного излучения.
Оцените количество фотонов падающих на 1 м2 земной поверхности в 1 секунду.
Как измерить температуру поверхности Солнца?
Искусственный спутник Земли представляет собой шар диаметром 1 м. Считая поверхность спутника абсолютно черной, его плотность =103 кг/м3, а его удельную теплоемкость c=4,2 кДж/кгград, оцените максимальную и минимальную температуру спутника. Примите время одного оборота спутника вокруг Земли равным 90 минутам.