Изучение закона Стефана-Больцмана и определение постоянной Планка. Фетисов И.Н. - 4 стр.

Безразмерный множитель ε < 1, называемый коэффициентом излучения (коэффициентом
черноты), зависит от материала и состояния поверхности [ 3 ]; он равен, например,
0, 04… 0, 06 для полированного алюминия, 0,25 - для сильно окисленного алюминия и
0, 6… 0, 9 - для кирпича.
                        2. Лабораторная установка и методика опыта
В установке (рис. 2) используется специальная вакуумная лампа 1, называемая терморезисто-
ром прямого подогрева. В лампе имеется маленький (диаметром 0,2 мм и длиной 4 мм) стер-
жень 2, изготовленный из окислов металлов, который обладает свойствами полупроводника и
используется нами в качестве теплового излучателя. С помощью двух длинных тонких прово-
лочек 3 из вольфрама стержень присоединен к проводникам 4. Пропуская электрический ток от
источника напряжения (ИН) через лампу, излучатель можно нагревать до максимальной темпе-
ратуры ~ 900 К.




Подводимая к лампе электрическая энергия превращается в теплоту практически полностью в
самом стержне, так как его сопротивление велико по сравнению с сопротивлением проволочек.
В стационарном режиме, когда температура постоянна, почти вся подводимая энергия уходит
на излучение, так как теплопроводность проволочек и разреженного воздуха мала. Следова-
тельно, поток излучения можно найти косвенно, приравняв его в первом приближении электри-
ческой мощности лампы Ф =IU , где I и U - сила тока и напряжение на лампе.
Излучатель является серым телом с большим коэффициентом черноты, который приближенно
будем считать равным единице, т.е. применим к излучателю закон (2). Черное тело с площадью
поверхности S испускает поток излучения Ф = S σ Т 4 , который в стационарном режиме при-
равняем электрической мощности
                                        IU = S σ Т 4
Эта формула, в которой пренебрегают теплопроводностью нитей, выполняется тем лучше, чем
выше температура, так как с ростом температуры излучение растет быстрее, чем теплопровод-
ность. Формулу (5) можно использовать для проверки на опыте закона Стефана – Больцмана и
определения соответствующей постоянной,
Точность опыта повысится, если введем в (5) две поправки: в левую часть добавим излучение
окружавших тел Р1, в правую теплопроводность проволочек Р: