Изучение закона Стефана-Больцмана и определение постоянной Планка. Фетисов И.Н. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

Таблица I
U
1
,
B
U,
B
R=R
1
U/U
1
,
Ом
T,
K
T
4
,
K
IU =U U
1
/R
1
Вт
Построить графическую зависимость IU от Т
4
. Через точки на графике провести наилучшую
"на глаз" прямую, проходящую также через начало координат. Сделать вывод о согласии опыта
с (5). По формуле (5) вычислить σ, взяв отношение IU/Т
4
для какой-либо точки, лежащей на
проведенной прямой.
Вариант 2. В отличие от предыдущего варианта, здесь используется более точное уравнение те-
плового баланса (8), которое запишем в виде:
IU-
β
(T - T
0
)=S
σ
(T
4
- T
4
0
)(10)
По результатам измерений U
1
и U вычислить величины, приведенные в табл. 2. Построить гра-
фическую зависимость IU
β
(TT
0
) от T
4
T
4
0
. Через точки на графике провести наилучшую прямую,
проходящую через начало координат. Сделать качественный вывод о степени согласия опыта с
(10). По формуле (10) вычислить σ, подставив значения IV&(Т7Ли 7'
4
Т
4
для некоторой точки на
проведенной прямой.
Таблица 2
U
1
,
B
U,
B
R,
Ом
T,
K
T
4
T
4
0,
K
4
IU,
Bт
β
(TT
0
),
Вт
IU
β
(TT
0
),
Вт
Вариант 3. В предыдущих вариантах мы исходили из предположения, что энергетическая све-
тимость пропорциональна Т
4
и проверяли его на опыте. Поскольку это справедливо только для
черных и серых тел, здесь мы сделаем более общее предположение, что энергетическая свети-
мость излучателя растет как степенная функция температуры М =
σ
Т
n
, причем показатель сте-
пени n определим из опыта. Для анализа результатов опыта используем модифицированное
уравнение (10), в котором опустим небольшую поправку на излучение окружающих тел:
IU -
β
(T - T
0
)= S
σ
T
n
(11)
Поток излучения, записанный в левой части (11), обозначим буквой Ф ; тогда
Ф = S
σ
T
n
Прологарифмируем это выражение:
lgФ=lg(S
σ
σσ
σ
)+ n lgT (12)
Опыт состоит в том, чтобы по результатам измерений U
1
и U вычислить величины, указанные в
табл. 3, и построить графическую зависимость lg Ф от lg Т (рис. 3).
                                                                                     Таблица I

  U1,         U,    R=R1 U/U1,            T,              T4,       IU =U U1/R1
  B           B        Ом                 K               K             Вт


Построить графическую зависимость IU от Т 4. Через точки на графике провести наилучшую
"на глаз" прямую, проходящую также через начало координат. Сделать вывод о согласии опыта
с (5). По формуле (5) вычислить σ, взяв отношение IU/Т 4 для какой-либо точки, лежащей на
проведенной прямой.
Вариант 2. В отличие от предыдущего варианта, здесь используется более точное уравнение те-
плового баланса (8), которое запишем в виде:
                             IU-β(T - T0)=Sσ(T 4 - T 40)                               (10)
По результатам измерений U1 и U вычислить величины, приведенные в табл. 2. Построить гра-
фическую зависимость IUβ(TT0) от T4T40. Через точки на графике провести наилучшую прямую,
проходящую через начало координат. Сделать качественный вывод о степени согласия опыта с
(10). По формуле (10) вычислить σ, подставив значения IV&(Т7Ли 7'4Т4 для некоторой точки на
проведенной прямой.
                                                                                 Таблица 2

   U1,   U,    R,      T,      T4T40,          IU,       β(TT0),             IUβ(TT0),
   B     B     Ом      K        K4             Bт          Вт                   Вт

Вариант 3. В предыдущих вариантах мы исходили из предположения, что энергетическая све-
тимость пропорциональна Т 4 и проверяли его на опыте. Поскольку это справедливо только для
черных и серых тел, здесь мы сделаем более общее предположение, что энергетическая свети-
мость излучателя растет как степенная функция температуры М = σ Т n, причем показатель сте-
пени n определим из опыта. Для анализа результатов опыта используем модифицированное
уравнение (10), в котором опустим небольшую поправку на излучение окружающих тел:
                                   IU - β(T - T0)= S σ T n                             (11)

Поток излучения, записанный в левой части (11), обозначим буквой Ф ; тогда
                                        Ф = S σT n
Прологарифмируем это выражение:
                                         lgФ=lg(Sσ)+ n lgT                                (12)

Опыт состоит в том, чтобы по результатам измерений U1 и U вычислить величины, указанные в
табл. 3, и построить графическую зависимость lg Ф от lg Т (рис. 3).