Методика и техника эксперимента.
В качестве источника излучения в работе используется лампа с вольфрамовой нитью накала, температуру которой предлагается определить.
Температура нити измеряется при разных значениях проходящего через нее тока и, следовательно, при разных значениях подводимой к ней мощности.
Схема включения лампы приводится на рис.4. Лампа питается от автотрансформатора Тр через реостат R. С помощью автотрансформатора ток лампы регулируется грубо. Более точная установка тока осуществляется реостатом. В цепь питания лампы включен амперметр А и вольтметр V, позволяющие определить мощность, выделяющуюся в спирали исследуемой лампы.
V
V
A
Tp
рис. 4
Измерения. Включив автотрансформатор в сеть, установить с помощью реолстата поочередно значения силы тока, указанные в т
таблица 1
|
𝓘, A |
1,75 |
2,0 |
2,25 |
2,5 |
2,75 |
3,0 |
|
V, B |
|
|
|
|
|
|
|
T ͦярк. |
|
|
|
|
|
|
Одновременно с измерениями тока измерить с точностью до 0,1В падение напряжения на спирали лампы. Отсчеты значений силы тока и напряжения нужно производить через минуту после изменений в цепи, когда режим в цепи исследуемой лампы вполне установится.
Для каждого установленного значения силы тока произвести измерения пирометром яркостной температуры спирали исследуемой лампы Тярк. Показания пирометра снимают с точностью до 10 ͦС
Необходимо иметь в виду, что нить лампы пирометра обладает тепловой инерцией, регулировка ее накала должна быть медленной.
Обработка результатов измерений.
1. С помощью формулы (29) вычислить термодинамическую температуру по измеренным значениям яркостной температуры. Необходимо помнить, что на шкале пирометра температура указана в градусах Цельсия, а в формулу (29) входит абсолютная температура.
2. Зависимость излучательности вольфрама от его термодинамической температуры находят следующим образом. Для нечерного тела значение излучательности М можно записать в виде закона, подобного закону Стефана-Больцмана:
(30)
При
этом величина В и n
оказывается несколько различными для
различных интервалов температур. Но,
конечно,
всегда меньше:
В излучаемом интервале температур значения В и n для вольфрама можно считать неизменными.
Проведенные измерения позволяют найти значения n в излучаемом интервале температур. При высокой температуре подводимая к исследуемой спирали мощность Р почти полностью расходуется на излучение:
(31)
Где S-поверхность нити.
Вычислить с точностью до 0,1 Вт мощность, подводимуюк спирали исследуемой лампы для каждого значения тока.