Измерение температуры по тепловому излучению тела (120
..pdf
4. Определить коэффициент черноты aT для светлой стороны пластины, используя результаты измерений T и Tr2 при высокой температуре (см. табл.1). Расчет выполнить по формуле (16), в которой T — истинная температура, измеренная термопарой, Tr = Tr2, T0 = 295 К. Значение T выбрать самостоятельно. Результат расчета коэффициента черноты aT записать в табл. 2.
Таблица 2
Результат вычисления коэффициента черноты aT
T, К |
Tr2, К |
aT |
|
|
|
5. Подготовить табл. 3 для записи результатов расчета термодинамической температуры T2 светлой стороны пластины.
Таблица 3
Результаты расчета термодинамической температуры T2 светлой стороны пластины
T, К |
Tr2, К |
T2, К |
|
|
|
Примечание. В таблице должно быть 10 строк.
6.Выбрать из табл. 1 и записать в табл. 3 значения T и Tr2.
7.Используя результаты измерения температуры Tr2 и определенного в п. 4 значения aT (см. табл. 2), вычислить термодинамическую температуру T2 светлой стороны пластины по формуле
T 4 |
= |
Tr42 |
− T 4 |
|
1 |
−1 . |
|
|
|
||||
2 |
|
aT |
0 |
|
|
|
|
|
|
aT |
|
||
Результаты расчета T2 записать в табл. 3.
8. По данным, приведенным в табл. 3, построить на миллиметровой бумаге формата А4 графическую зависимость T2 от T. Масштаб температуры по осям должен быть одинаковым. Начало координат — при Т = 0 К. Через начало координат провести прямую линию под углом 45°. Сделать выводы.
22
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1.Что такое тепловое излучение? Чем оно отличается от люминесценции?
2.Что такое энергетическая светимость и спектральная плотность энергетической светимости? Какая связь существует между ними?
3.Дайтеопределениеспектральногокоэффициентапоглощения.
4.Опишите модель АЧТ.
5.Объясните особенности спектра излучения АЧТ.
6.Сформулируйте законы Планка, Кирхгофа, Стефана — Больцмана и Вина.
7.Вычислите поток излучения с единичной поверхности АЧТ при T = 1000 К.
8.На какой длине волны при T = 580 К спектральная плотность энергетической светимости АЧТ наибольшая?
9.Чем характеризуется серое тело? Сформулируйте закон Стефана — Больцмана для серого тела.
10.Опишите устройство и принцип работы радиационного пирометра.
11.В чем состоит эффект Зеебека? Опишите устройство термопары.
23
ЛИТЕРАТУРА
1.Мартинсон Л.К., Смирнов Е.В. Квантовая физика. М.: Изд-
во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.
2.Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.
3.Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М.: Высш. шк.,
2000.
4.Савельев И.В. Курс общей физики. В 3 т. Т. 3. М.: Наука,
1987.
5.Бураковский Т., Гизиньский Е., Саля А. Инфракрасные излу-
чатели. Л.: Энергия, 1978.
6.Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники. М.: Сов. радио, 1978.
7.Физическая энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия. Т. 3. 1992 (статья «Пирометры»).
24
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение........................................................................................................... |
3 |
|
Теоретическая часть......................................................................................... |
5 |
|
1. |
Характеристики оптического излучения ............................................... |
5 |
2. |
Законы теплового излучения................................................................... |
8 |
3. |
Тепловое излучение реальных тел........................................................ |
12 |
4. |
Оптический термометр (пирометр) ...................................................... |
13 |
5. |
Измерение температуры серых тел ...................................................... |
15 |
Экспериментальная часть.............................................................................. |
17 |
|
1. |
Описание лабораторной установки...................................................... |
17 |
2. |
Измерение температуры пластины оптическим и контактным |
|
|
термометрами...................................................................................... |
20 |
3. |
Обработка результатов измерений....................................................... |
21 |
Контрольные вопросы и задания.................................................................. |
23 |
|
Литература...................................................................................................... |
24 |
|
25
Учебное издание
Фетисов Игорь Николаевич
ИЗМЕРЕНИЕТЕМПЕРАТУРЫ ПОТЕПЛОВОМУИЗЛУЧЕНИЮТЕЛА
Редактор О.М. Королева Корректор М.А. Василевская
Компьютерная верстка С.А. Серебряковой
Подписано в печать 16.02.2012. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 1,63. Тираж 300 экз. Изд. № 11. Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.
26
ДЛЯ ЗАМЕТОК
27
ДЛЯ ЗАМЕТОК
28