Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Техническая термодинамика и теплопередача. Лабораторный практикум
.pdf
61
состоит из следующих основных узлов: коллиматорная труба с щелевым
S
Геометрическое место
всех изображений, даваемых
различными лучами,
входящими в состав
исследуемого пучка,
называется призматическим
спектром данного излучения.
Так как изображение спектра
S
мало, то для увеличения
его применяют окуляр О
3
,
действующий как обычная
лупа.
Рис. 7.2. Принципиальная схема
двухтрубного спектроскопа призматического
типа
asa б
Такое расположение источника не всегда
возможно: слабые источники пришлось бы
ставить слишком близко от щели, что при
некоторых источниках света, например, газовая
или спиртовая горелка, может вызвать перегрев
спектрометра и порчу оптики. Чтобы выполнить
необходимые требования, пользуются
следующим приемом.
Рис.7.3. Расположение
источника излучения света
asa б
устройством — а; призмы — б и зрительной трубы.
В фокальной плоскости объектива О
имеется узкая щель, длинная
1
сторона которой перпендикулярна плоскости чертежа. Щель освещается
исследуемыми лучами. Параллельные лучи, выходящие из объектива
коллиматора а, пропускаются сквозь призму б. Из призмы лучи различных
цветов спектра выходят под различными углами.
Все лучи с одинаковыми длинами волн, выходящие из призмы,
параллельны, поэтому объектив О
собирает их в одну точку фокальной плоскости
2
. В этой плоскости лучи одного цвета дают изображение узкой щели S.
В фокальной плоскости окуляра имеется металлическая нить, расположенная
вертикально. Нить предназначена для фиксации спектральных линий.
Для определения относительного положения линий в спектре служит
микрометр.
5. Краткое содержание работы, выполняемой в ходе занятия
Источник излучения света устанавливают так, чтобы изображение
спектра получилось наиболее ярким. Это достигается тогда, когда
лучеиспускающая поверхность (рис.7.3) целиком заполняет сечение конуса
, образованного крайними лучами, идущими от щели к краям
объектива.
собирательную линзу (конденсор) так, чтобы она заполняла сечение
Перед щелью коллиматорной трубы, строго на ее оси, помещают
. Ее расстояние от щели определяется из пропорции
62
D
d
=
F
l
D
F
2
2
. Здесь:
— диаметр линзы коллиматора; d — диаметр линзы
конденсора;
— фокусное расстояние коллиматорной трубки; l —
расстояние от конденсора до щели.
Источник излучения помещают на таком расстоянии от линзы
конденсора, чтобы его отчетливое изображение находилось в плоскости щели
коллиматорной трубки.
6. Порядок проведения эксперимента, постановки опыта, снятия
замеров и обработки данных эксперимента
Для установки зрительной трубки на бесконечность следует
передвигать окуляр относительно объектива до получения отчетливого
изображения щели, то есть спектра. При этом нить должна быть расположена
параллельно полосам спектра и не вызвать параллакса при совмещении ее с
линиями спектра.
Параллакс отсутствует, если при малом перемещении глаза вдоль
выходного зрачка окуляра трубки не наблюдается смещение изображения.
Градуировка микрометра осуществляется при помощи неоновой лампы.
В спектре неона имеется ряд ярких линий, расположенных в различных
частях спектра. Длины волн этих линий даны в табл. 7.1.
Определив положение линий спектра на барабане микрометрического
винта, строят в прямоугольной системе координат график градуировки
микрометра, откладывая на оси абсцисс деления барабанчика, а на оси
ординат – длины волн неоновых линий.
Воспользовавшись графиком градуировки, определить границы полос
поглощения в веществах: «дидимовое»
стекло, пары йода, раствор
перманганата калия (KMnO4). Для этого необходимо воспользоваться
источником сплошного спектра (лампа накаливания), между которым и
спектроскопом расположено одно из указанных веществ.
7. Техника безопасности
- Перед выполнением лабораторной работы проверить заземление всех
приборов стендовой установки;
- Перед включением приборов в сеть необходимо следовать
рекомендациям, приведенным в лабораторной работе № 1;
- Выполнение лабораторной работы не разрешается одному
студенту;
- Соблюдать чистоту, порядок и дисциплину во время испытаний;
- О неисправностях приборов, лабораторной установки сообщить
преподавателю или лаборанту.
«Дидимовое» стекло – стекло с добавкой солей неодима.
63
8. Исходные данные для работы
№№
Положение и окраска линии
, нм
1.
Сине–зеленая одинокая
485,9
2.
Зеленая правая из двух одиноких линий
533,0
3.
Зеленая левая из двух одиноких линий
540,0
4.
Желтая
585,2
5.
Оранжевая, первая заметная влево от 4–й линии
594,5
6.
Ярко–красная
640,2
Исходные данные для работы даны в табл. 7.1.
Таблица 7.1
Распределение длин волн в спектре неона
9. Методика анализа полученных результатов
Определив положение линий спектра на барабане микрометрического
винта, строят в прямоугольной системе координат график градуировки
микрометра, откладывая на оси абсцисс деления барабанчика, а на оси
ординат — длины волн неоновых линий. После этого вычерчивают
соответствующую спектральную кривую. На графике определяется длина
волны любой линии в видимом спектре.
Контрольные вопросы
1. Напишите закон экспоненциального ослабления излучения в
лучепоглощающей среде.
2. Почему с увеличением содержания углекислого газа в атмосфере
Земли (при сжигании больших количеств органического топлива в процессе
производственной деятельности человека) возможно потепление климата?
3. От каких факторов зависит степень черноты слоя запыленной среды?
4. Какие газы практически прозрачны для теплового излучения?
5. В каких случаях степень черноты газа уменьшается?
6. Не перекрываются ли полосы излучения диоксида углерода и
водяных паров?
7. Когда, при каких обстоятельствах основное количество теплоты в
топках передается излучением пламени?
8. С каким явлением связано превращение внутренней энергии тел в
энергию электромагнитных колебаний?
64
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ерофеев В.Л., Семенов П.Д., Пряхин А.С. Техническая
термодинамика и теплопередача: Учебник. Издательство: ИКЦ
"Академкнига", 2006 г.— 488 с.
2. Епифанов В.С. Пособие по решению задач теплотехники. (Для
направлений подготовки 240500, 140200 и 150900:Учебное пособие. МГА
ВТ, 2002.— 132 с. Реком. УМО в кач. уч. пос. для студ. ВУЗов, обуч. по
направл. 658000 «Эксплуатация водн. транспорта и трансп. оборудов. по спец.
«Эксплуатация СЭУ» прот. №30 от 21.11.02.
3. Арнольд Л.В., Михайловский Г.А., Селиверстов В.М. Техническая
термодинамика и теплопередача: Учебник для вузов.— 2–е изд., перераб. М.:
Высш. школа, 1979.— 446 с.
4. Селиверстов В.М., Бажан П.И. Термодинамика, теплопередача и
теплообменные аппараты: Учебник для институтов водного транспорта. М.:
Транспорт, 1988.— 287 с.
5. Бажан П. И., Канавец Г. Е., Селиверстов В. М. Справочник по
теплообменным аппаратам: Справочник М.: Машиностроение, 1989.— 366 с.
6. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.— М:
Энергия, 1975 г.— 498 с.
7. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. — М: Энергия,
1973 г.— 358 с.
Епифанов Вячеслав Сергеевич
Степанов Александр Михайлович
ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Лабораторный практикум
Компьютерная верстка: Михайлик Е.В.
Подписано в печать _____. ___________.2015
Формат 60x90/16. Объем п. л.
Заказ № ______. Тираж. 30 экз.
Альтаир–МГАВТ
Московская государственная академия водного транспорта
117105 г. Москва, Новоданиловская набережная, д. 2, корп. 1
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]