Meghatározása a világítótest hőmérsékletét mérjük a kék és piros kapcsolatot
Laboratóriumi munka №53
Meghatározása a hőmérséklet a világítótest ON
DIMENZIÓJÁRA KÉK - PIROS KAPCSOLATOK
Célkitűzés: Annak vizsgálata a hőmérséklet az izzószál izzólámpa segítségével törvényei sugárzás feketetest.
Műszerek és kiegészítők: 1) izzót egy tápegységet, áram- és feszültségmérő műszer, hogy ellenőrizzék a módját annak működését. 2) vákuum napelem működő, zárt a fényzáró elrendezést egy ablak. 3) két eltávolítható szűrő a mozgatható keret az ablak előtt szűrőt.
Szerint a Planck-formula, a spektrális teljesítmény-sűrűség a hőmérséklet feketetest-sugárzás (más néven a kibocsátott energia) a függvénye két változó - a hullámhossz λ a kibocsátott sugárzás és az abszolút hőmérséklet T a test:
ahol C1 = 2πh C 2 1 = 3,74 10 -16 m 2 watt,
h - Planck állandó, c - fénysebesség vákuumban, K - Boltzmann állandó.
(1) általános, megerősítette kísérletek, ez azt mutatja, hogy egy adott hőmérsékleten, az áramelosztó a hullámhosszú sugárzást kell kifejezni grafikusan görbe maximális egy bizonyos hullámhosszon Xmax. kapcsolódó T hőmérséklet, a Wien elmozdulás törvény:
Az 1. ábra egy példát mutat két ilyen görbék különböző hőmérsékleteken T1 és T2. T1 és T2. Amint az látható, a növekvő hőmérséklet lép fel nemcsak Xmax elmozdulás irányába rövidebb hullámhosszak, ahogyan az a (2) képletű, hanem a növekedés minden hullámhosszon, növekvő rövid része, mint a hosszabb hullámhosszokon. Ezért, annak meghatározására, hogy az arány a két hullámhosszon egy adott hőmérsékleten, és ezután ugyanazon a hullámhosszon néhány más hőmérsékleten, akkor magától változhat a hőmérséklet-változás irányát. Például, ha a hullámhossz () szelektáljuk ugyanazon oldaláról (rövid hullámhosszú) a legmagasabb, mint ábra. 1
növekvő aránya a hőmérséklet növekszik monoton és hőmérsékletének meghatározására mértékét. Ha mindkét hullámhosszon kiválasztott látható részét a spektrum, a kisebb közülük lesz a rövidebb rész ( „nevezzük piros”), hogy ebben a régióban a spektrum, így a kívánt arányt vált ismertté optika kék-piros aránya, bár a választás a két szín nem feltétlenül utal vagyis a kék és piros területeken, és általában kívül esnek a látható tartományban. Mint ismeretes, a fogalom a fekete test teljesen elnyeli a fényt bármilyen hullámhosszú beeső a felszínén, olyan absztrakció, amely a fizika sokat. A kísérletben mi mindig foglalkozik a szervek többé-kevésbé eltérő abszolút fekete. Azonban, köztük vannak ritka úgynevezett szürke testek. kibocsátó (elnyeli és sorrendben) kevesebb, mint egy feketetest ugyanazon a hőmérsékleten, de az azonos számú alkalommal minden hullámhosszon. Az ilyen szervek az abszolút érték kisebb, mint az abszolút fekete test, de az arány ugyanaz, mint az abszolút fekete test, úgy, hogy mind a számláló és a nevező e frakció csökken azonos számú alkalommal. Ezért, a hőmérséklet meghatározási módszer alkalmazásával a kék-piros arány alkalmas nem csak az abszolút fekete test, hanem a szürke testek.
Közül a szürke testek vonatkozik, különösen az izzószál izzólámpa, és a probléma ennek a papír meghatározásából áll az izzószál hőmérséklete több értékek áthaladó áram az izzószál és okoz annak fűtés. Erre a célra, a sugárzás lámpa vezetünk át a két emissziós szűrő a látható tartományban nagyon keskeny részek a spektrum: 500 5 nm (kék), és 720 nm-nél, 5 (sötétvörös). a sugárzás vevő vákuum sejtet egy ismert spektrális érzékenységétől jellemző (). Tény, hogy nem változik a hozzáállás. és az arány áramok a fotocella erők a két szűrők azonban bármely fotoáram arányos a jelenlegi a fénysorompó, hogy ez a fény fluxus. és ezért =.
ahol - arányossági tényező. Attól függ, hogy a hullámhossz ki, és az érzékenysége a fénysorompó. Ehelyett tudjuk írni, és mivel az értékeket a fénysorompó ismertek, és az ismert arány. esetünkben ez egyenlő 2.17. Így ahelyett. vagy mérjük. Bár mi kell egy értéket. így a mért értékeket kell újra osztani.
Az egyszerűség kedvéért a meghatározása a hőmérséklet a kék-piros tekintetben, ebben a munkában tudjuk használni azt a tényt, hogy a szál mért hőmérséklet a lámpa nem haladhatja meg az olvadáspont volfrám, azaz 3400K, és a hullámhosszak, mint már említettük, a 500 és a 720 nm-nél. Ezért a termék általános képletű (1) nem haladja meg a 10 -2 0,24 mK, és ezért a kitevője C2 = 1,44 10 -2 mK 6 alatt van Mivel mintegy 400, akkor a nevező az (1) képletű lehet helyettesíteni, és írt a képlet (1) formájában:
Ennélfogva, a két hullámhosszon állandó hőmérsékleten T kapjuk:
Logaritmusát véve (4) történő helyettesítése révén, mint már említettük, és a megoldás a formula képest T, megkapjuk:
Azonban, C 2 = 1,44 10 -2 m K, és ezért, a számláló 8800K. A nevező (lásd fent), amelyek a (6) képletű. Megváltoztatása a jelei a számláló és a nevező fordított, bemutató formájában, és az a tény, hogy a 2,17 értéke 0,78, megkapjuk a végső képlet:
beállítás áramkör a 2. ábrán látható. Scheme feldolgozott előre nem minden esetben, vagy osztott műszakban. Mielőtt bekapcsolná a tanár vagy a labor asszisztens kell tennie. Ez a rendszer munkaképes. Amikor az áramkör kimenete a való mérése fektetni árammérő mérésére, és a voltmérő, a dolgozó képlet formájában:
1. Kapcsolja ki a lámpát és árammérő készlet egy első működési módja említett táblázat az asztalon egy reosztát.
2. mérjük a feszültséget fénysorompó V7-27 fénysorompó, amikor megvilágítva a lámpa egy kék szűrő skálán 10 V vagy 100 V A kapott expressziós írt érték, mint U.
3. megismételni ugyanazt a 2. igénypont szerinti, -megvilágítás fénysorompó lámpa egy sötét vörös szűrőt. Az így kapott érték van írva, mint U. és meghatározza az arány a (8) képletű kiszámításához a hőmérséklet az izzószál.
4. telepíteni egy második lámpa üzemmódban. Határozzuk meg újra ugyanazokat a méréseket, és számítsuk izzószál hőmérséklete.
5. A kapott hőmérsékleti értékeket ábrázoltuk izzószál hőmérséklete a jelenlegi átfolyó.
1. az úgynevezett fekete test?
2. minden törvényi sugárzás feketetest tudja?
3. az úgynevezett szürke testek?
4. levelet képlet a hőmérséklet, és elmagyarázta. Milyen értékek áll?
5. Magyarázza el a teszt beállítást?
6. hogy a vákuum fotocella?