
- •Лабораторная работа № 14 Измерение температуры спирали лампы с помощью оптического пирометра
- •1. Введение
- •Основные законы равновесного теплового излучения.
- •Оптическая пирометрия
- •2. Описание установки и метода измерений
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
3. Порядок выполнения работы
1. Ознакомьтесь с установкой и заполните таблицу спецификации измерительных приборов.
Название прибора |
Пределы измерения |
Цена деления |
Инструментальная погрешность |
|
|
|
|
2. Включите блок питания лампы накаливания.
3. С помощью ручки потенциометра блока питания отрегулируйте накал спирали лампы до красного свечения.
4. Наведите пирометр на объект наблюдения – спираль лампы.
5. Сфокусируйте изображение нити пирометрической лампы перемещением окуляра пирометра.
6. Добейтесь резкой видимости спирали исследуемой лампы накаливания путём продольного перемещения объектива пирометра. Действия, указанные в пп. 5-6, удобно проводить без монохроматического светофильтра в окуляре.
7. Проверьте, совпадает ли вершина пирометрической нити со спиралью лампы накаливания, хорошая ли видимость объекта и нити одновременно.
8. Введите в пирометр монохроматический светофильтр.
9. Пользуясь ручкой потенциометра, установите в цепи накала исследуемой лампы значения силы тока, рекомендованные в таблице, помещённой на установке. Одновременно с этим измерьте напряжение на спирали лампы. Отсчёт значений силы тока и напряжения производите через одну-две минуты после изменения режима накала лампы.
10. Для каждого установленного значения силы тока измерьте пирометром температуру спирали лампы. Для этого отрегулируйте накал нити пирометрической лампы до такого уровня, при котором вершина нити не видна на фоне спирали (рис. 4). Имейте в виду, что нить лампы пирометра обладает тепловой инерцией и регулировка её накала должна быть медленной. Каждое измерение температуры необходимо производить не менее трёх раз. Результаты измерений запишите в табл. 1.
Таблица 1
№ п/п |
I, А |
U, В |
P, Вт |
t, C |
|
T, K |
ln P |
ln T |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
| ||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
| ||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
|
4. Обработка результатов измерений
1. По результатам измеренных значений яркостной температуры нити пирометра найдите истинные (термодинамические) температуры с помощью графика, представленного на установке.
2.
Вычислите мощность, подводимую к спирали
исследуемой лампы, для каждого значения
термодинамической температуры по
формуле
.
3. Постройте график зависимости потребляемой лампой мощности P от термодинамической температуры T спирали лампы.
4. Постройте график зависимости ln P от ln T. Линейность графика подтверждает справедливость формулы (3). Найдите n в формуле (3) как отношение приращений:
.
Сравните найденное значение n с используемым в формуле (2)
5. Используя формулы (3) и (5), оцените значение константы B для вольфрама
.
Здесь S – площадь поверхности спирали, P2 и P1 мощности, подводимые к спирали, соответственно при температурах T2 и T1.