3 сем / Мысков Т.С. ЛБ О-14

Работу выполнил:

фамилия

Мысков

имя

Тимофей

отчество

Сергеевич

группа

3Н01

Интегральной излучательной способностью R называется величина, ...

Численно равная количеству энергии, излучаемой ежесекундно единицей поверхности тела по всем направлениям с учетом всех длин волн, испускаемых телом.

Спектральной излучательной способностью r_λ называется величина, ...

Численно равная количеству энергии, излучаемой ежесекундно с единицы поверхности тела по всем направлениям с длинами волн от λ до λ+d λ, рассчитанная на единичный интервал длин волн.

Закон Стефана – Больцмана выражается формулой:

где σ — 

Постоянная Стефана – Больцмана

Энергетическая светимость реальных тел выражается формулой:

где a_T — 

Коэффициент черноты данного тела, равное отношению энергетической светимости данного тела к энергетической светимости абсолютно черного тела при той же температуре

Принцип работы пирометра с исчезающей нитью:

В оптических пирометрах одна из характеристик излучения, исследуемого тела сравнивается с соответствующей характеристикой излучения абсолютно черного тела, причем характеристики излучения могут сравниваться по принципу равенства интегральных и спектральных излучательных способностей, а также по идентичности спектрального состава при определенной длине волны.

Оптическая схема пирометра

Обозначения:

1 —

Светофильтр

2 —

Нить пирометрической лампы

3 —

Объектив пирометра

4 —

Миллиамперметр

5 —

Окуляр

6 —

Реостат

Нагреваемым телом служит

пластинка из окиси нихрома

Постоянная Стефана – Больцмана:

,

где

I —

Сила тока

U —

Напряжение на пластине

α_T —

Коэффициент черноты данного тела

S —

Поверхность излучателя

T —

Истинная температура

Постоянная Планка:

,

где

k —

Постоянная Больцмана

c —

Скорость света в вакууме

σ —

Постоянная Стефана – Больцмана

График зависимости истинной температуры T от яркостной T_яр:

№

I, A

U, В

T_яр, °C

T_яр, K

T, K

d, м

l, м

S, м²

1

17

1,25

1109

1382

1482

0,001

0,035

0,000112

2

18

1,33

1122

1395

1496

3

19

1,4

1140

1413

1515

σ₁ =

3,9*10^(-8) Вт/м^2*К^4

σ₂ =

4,3*10^(-8) Вт/м^2*К^4

σ₃ =

4,5*10^(-8) Вт/м^2*К^4

4,2*10^(-8) Вт/м^2*К^4

5,39*10^(-34) Дж*с

Формула относительной погрешности измерений:

где

—

Среднее значение постоянной Стефана- Больцмана

ΔI —

абсолютная погрешность силы тока

ΔU —

абсолютная погрешность напряжения

ΔS —

абсолютная погрешность площади пластинки

ΔT —

абсолютная погрешность истинной температуры

ΔS =

где

Δl —

абсолютная погрешность длины пластинки

Δd —

абсолютная погрешность толщины пластинки

Результаты расчётов:

ΔI =

1,41 А

ΔU =

0,09 В

Δl =

0,1505 м

Δd =

0,0043 м

ΔS =

86,3*10^(-6) м^2

ΔT =

58,6 К

0,1*10-8 Вт/м^2*К^2

Окончательный результат

(4,2±0,1) *10-8 Вт/м^2*К^4

при доверительной вероятности α = 0.95.

Абсолютная погрешность

2,4%

Проверили экспериментально закон теплового излучения с помощью пирометра с исчезающей нитью. Рассчитали постоянную Стефана-Больцмана((4,2±0,1) *10-8 Вт/м^2*К^2). Погрешность вычисления постоянной(2,4%) не превышает допустимый доверительный интервал 5%.