Цель работы
1. Исследовать спектральное распределение излучения абсолютно черного тела (АЧТ) для различных температур.
2. Исследовать спектральную зависимость производной функции Планка от температуры для различных температур АЧТ.
3. Исследовать при различных температурах поверхности Ts спектральную зависимость собственного теплового излучения реальных тел на основе математического моделирования спектральной зависимости их излучательной способности.
4. Исследовать спектральное распределение яркостной температуры собственного теплового излучения подстилающей поверхности с использованием математического моделирования спектральной зависимости излучательной способности подстилающей поверхности.
Материалы для работы
1. Программы “F_plank”, “I_radt”, находящиеся на диске с (c:\dz-2006\Lab1).
3. Набор задаваемых преподавателем входных параметров для каждой из расчетных программ (табл. 2.1 приложения 1).
Контрольные вопросы
1. Дать определение абсолютно черному телу (АЧТ).
2. Как распределена по спектру спектральная яркость АЧТ?
3. От чего зависит положение максимума спектральной яркости АЧТ?
4. Напишите формулу зависимости спектральной яркости АЧТ от волнового числа и температуры?
5. Изменяется ли по спектру величина яркостной температуры спектральной яркости АЧТ.
6. Совпадают ли максимумы спектральной яркости АЧТ и производной функции Планка по температуре?
7. От каких параметров зависит интенсивность излучения подстилающей поверхности?
8. Может ли яркостная температура излучения подстилающей поверхности равняться термодинамической температуре ее поверхности?
9. Выведите формулу для производной функции Планка по температуре.
10. На основе уравнения (1.3) (продифференцировав его по λ) показать справедливость уравнения (1.8).
Порядок выполнения работы
1. Изучить описание данной работы, обращаясь в случае необходимости к учебным пособиям, указанным в списке литературы.
2. Получить у преподавателя номер варианта, определяющего набор параметров для выполнения индивидуальных заданий по данной лабораторной работе с использованием программ “F_plank”, “I_radt”, (номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке группы).
3. Проанализировать с использованием программы “F_plank”
спектральную зависимость значений функции Планка и производной функции Планка от температуры в заданном диапазоне значений волновых чисел;
характер изменения спектральной зависимости указанных функций при изменении температуры.
Результаты представляются на дисплее и выводятся в файл в директории c:\dz-2006\Student\
4. Создать графические файлы с графиками функции Планка и производной функции Планка от температуры (используется редактор Excel)
5. Построить в редакторе Excel модельное распределение по спектру излучательной способности подстилающей поверхности в соответствующем Вашему варианту диапазоне длин волн: (). При этом излучательная способность должна меняться в диапазоне 0.5 - 0.97. Следует составить таблицу значений излучательной способности, содержащую не менее 25 значений. Построить график, аппроксимировать кривую полиномиальной линией тренда 3-ей степени и вывести уравнение линии тренда на график. Запомнить начения коэффициентов аппроксимационного полинома при степенях x для последующего использования в программе "I_radt". (Обратить внимание на противоположный порядок степеней полинома на графике и при вводе в программе "I_radt ).
6. Исследовать с помощью программы "I_radt" (используя полученные ранее значения коэффициентов аппроксимационного полинома третьей степени для аналитического задания спектральной зависимости излучательной способности подстилающей поверхности) характер спектральной зависимости излучения подстилающей поверхности. Особое внимание обратить на характер спектральной зависимости яркостной температуры излучения подстилающей поверхности.
7. Построить результирующие графики в редакторе Excel и вставить рисунки в отчет.