11 лаба

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра Физики

ОТЧЕТ ЛР №11

по дисциплине «Физика»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НАГРЕТОГО ТЕЛА.

Студент гр. 0182 ______________ Бронников Д. Д.

Преподаватель ______________ Богачев Ю. В.

Санкт-Петербург

2021

Цели работы: экспериментальное исследование зависимости мощности теплового излучения от температуры; проверка закона Стефана–Больцмана.

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 11.1. В фоку- се объектива О зрительной трубы пирометра расположена нить L, изогнутая в форме полуокружности. Через окуляр Oки красный светофильтр Ф наблю- датель видит среднюю часть нити на фоне поверхности тела, температуру которого требуется определить. С помощью потенциометра R осуществляет- ся регулировка тока в нити и яркости ее свечения. После включения кнопкой К нагрева нити, ток, проходящий через нить пирометра, регулируют до тех пор, пока она не становится невидимой на фоне пластины.

Оптический пирометр прокалиброван по абсолютно черному телу. Шка- ла амперметра, измеряющего силу тока в нити, оцифрована в градусах по шкале Цельсия и определяет температуру нити (абсолютно черного тела).

Общие сведения

Тепловое излучение (ТИ) представляет собой явление генерации электро- магнитных волн нагретым телом. Основу эффекта составляют процессы преоб- разования тепловой энергии макроскопической системы (нагретого тела) в энергию электромагнитного поля. Все остальные виды излучения, возбуждае- мые за счет видов энергии, отличных от тепловой, называют люминесценцией.

ТИ является изотропным, то есть вероятности испускания излучения разных длин волн или частот и поляризаций в разных направлениях равнове- роятны (одинаковы).

ТИ – это единственный вид излучения в природе, которое является рав- новесным, то есть находится в термодинамическом или тепловом равновесии

с излучающим его телом. Тепловое равновесие означает, излучающее тело и поле излучения имеют одинаковую температуру.

Вопросы ЛР11.

1. Что называется спектральной лучеиспускательной способностью тела?

Спектральной лучеиспускательной способностью тела называется физическая величина, численно равная количеству лучистой энергии, испускаемой с единицы поверхности тела за единицу времени в единичном интервале длин волн от λ до λ + dλ:

13. Какую температуру должно иметь абсолютно черное тело, чтобы максимум его излучения лежал в красной области спектра?

.

Формула для смещения Вина при тепловом излучении:

, где в – постоянная Вина,   

    T=400K.

Протокол ЛР 11.

Зависимость мощности излучения Р от температуры тела Т.

№	Разм.	1	2	3	4	5		6	7	8
I	А	2,5	3	3,5	4	4,5		5	5,5	6
U	В	1	1,7	2,4	2,9	3,6		4,2	4,7	5,4
P=IU	Вт	2,5	5,1	8,4	11,6	16,2		21	25,85	32,4
		0,035	0,047	0,059	0,069	0,081		0,092	0,102	0,114
Цвет cветофильтра		Желтый					Красный
λ	нм	600			665
	C	920	1140	1300	1460	1620		1750	1820	1950
	К	1193	1413	1573	1733	1893		2023	2093	2223
	К	1197,97	1419,97	1581,64	1744,64	1906,90		2038,88	2110,01	2242,19
	К	0,01008	0,01001	0,01011	0,01013	0,01015		0,01016	0,01016	0,01017
*10-12		1,21	1,25	1,34	1,25	1,23		1,22	1,30	1,28
*10-12		0,017	0,012	0,009	0,007	0,006		0,005	0,005	0,005

Расчет a выборочным методом, tP,N= 2,4:

Выборочное среднее, f ̅			1,26
СКО			0,04
Объем выборки			8
Корень кв. из ОВ			2,83
Стандартная ошибка среднего, S			0,016		∆f =	0,037

= 0,000025 м²

5.48*10-8	0.17*10-8	(5.48 0.17) *10-8

Вывод.

В ходе выполнения лабораторной работы была исследована зависимость мощности теплового излучения от температуры экспериментально найдена постоянная Стефана-Больцмана:

(5.48 0.17) *10^-8

Табличное значение: