2. Експериментальна частина

1. Методика вимірювань

• даній роботі для визначення сталої Стефана – Больцмана використову-ється випромінювання нечорного тіла – спіралі лампи розжарення.

Повна електрична потужність Р, яку споживає лампа розжарення, склада-ється з потужності теплового випромінювання спіралі P ' та потужності P '' , яка витрачається на теплообмін з оточуючим середовищем внаслідок теплопровід-ності тримачів спіралі та конвекції повітря навколо лампи (теплові втрати):

8

Кафедра інформаційно-вимірювальних технологій, метрології та фізики

Фізика атома, атомного ядра та фізика твердого тіла

P P P . (31.7)

Згідно з (31.2), інтегральна випромінювальна здатність E T спіралі чи-

сельно дорівнює потужності теплового випромінювання з одиниці площі її по-верхні:

E( T ) ^P_S ,

де S DL – площа бічної поверхні спіралі (циліндрична поверхня). Беручи до уваги формулу (31.5, а), подамо P ' у вигляді:

P A( T ) T ⁴ S .

Будемо вважати надалі, що потужність втрат P '' при зміні температури спіралі у відносно невеликих межах лишається майже незмінною. Тоді для двох різних режимів роботи лампи можна записати рівняння:

P	P P	та	P	P P	,
1	1		2	2

звідки, віднімаючи одне рівняння від другого, позбавляємося невідомої величи-

ни потужності теплових втрат P				:
			P	P		P	P	,
			1	2		1	2
або, враховуючи (31.5, а),
P P A(T )					T 4 S A(T )					T 4S .
1	2		1		1			2	2
З останнього рівняння знаходимо:
					P	P
					1	2				.
					4	A(T )T 4
			A(T )T						S
			1	1			2	2
Повну електричну потужність P , яку споживає лампа,											знайдемо за зако-
ном Джоуля – Ленца:
				P	UI ,
де величини напруги U та сили струму I							встановлюють за показами вольтмет-
ра і амперметра у колі лампи.
Враховуючи сказане, робоча формула для визначення сталої Стефана–
Больцмана набуває вигляду:
				U1 I1		U 2 I2				.	(31.8)
					4	A(T )T 4
			A(T )T						S
			1	1			2	2