ВУЗ:
Составители:
объектив О
1
для получения резкости изображения раскалённого тела. Окуляр О
2
помещён в конце тубуса Т
3
, который
легко перемещается в направляющей трубке Т
4
, составляющей одно целое с крышкой 3 кольцевого реостата. Наружный
конец тубуса Т
3
(головка тубуса) выполнен в виде кольца 4 с накаткой, с помощью которого можно перемещать всю оку-
лярную систему вдоль оптической оси прибора. В головке окулярного тубуса помещён монохроматический (красный)
светофильтр, укреплённый в оборотной обойме 5. Поворотом обоймы красный светофильтр можно вводить и выводить
из поля зрения. Фотометрическая лампочка расположена между объективом и окуляром пирометра и служит эталоном
яркости. Лампочка имеет дугообразную нить накала, расположенную в плоскости, перпендикулярной оптической оси
пирометра. Лампочка питается от аккумуляторной батареи Б и предназначена для работы при температурах, не превы-
шающих 1400°. Нагрев нити выше 1400…1500° влечёт за собой распыление нити; она становится тоньше и на стенках
баллончика лампочки осаждается тонкий налет, что приводит к искажению показаний пирометра и к быстрому разруше-
нию нити.
Для расширения предела измерения температуры раскалённого тела, а именно для измерения температур, превы-
шающих 1400°, между объективом и лампочкой вводят ослабляющий (дымчатый) светофильтр К
2
, который поглощает
часть световой энергии, идущей от исследуемого тела. Введение этого фильтра позволяет измерять температуру раска-
лённого тела в интервале 1200…2000 °С. Для установки дымчатого светофильтра служит поворотная головка 6, на кото-
рой нанесена белая указательная точка: для включения дымчатого светофильтра следует повернуть головку 6 по часовой
стрелке. Выключение светофильтра осуществляется поворотом головки против часовой стрелки на 90°. Измерительный
прибор 7, проградуированный в градусах Цельсия, вмонтирован в общую оправу пирометра и находится над окуляром.
Измерительный прибор снабжён двумя шкалами: 800...1400° (верхняя шкала) и 1200…2000° (нижняя шкала). Последова-
тельно с измерительным прибором включён реостат, служащий для регулировки тока накала фотометрической лампочки,
которая производится поворотом кольца 8. Градуировка пирометра по абсолютно чёрному телу производится при крас-
ном светофильтре, поэтому измерять температуры тел следует при включённом красном светофильтре. Лишь температу-
ры, заключённые в интервале 800… 900° измеряются без красного светофильтра. Яркости изображений объекта и нити
фотометрической лампочки при этих температурах настолько малы, что введение светофильтра сильно затрудняет про-
изводство измерений.
Общие сведения
Исходя из законов классической физики, термодинамики и электродинамики, энергетическая светимость абсолютно
чёрного тела, т.е. энергия, излучаемая в одну секунду единицей поверхности абсолютно чёрного тела, определяется зако-
ном Стефана-Больцмана
R = σ
4
ист
T ,
где Т
ист
– истинная температура излучающей поверхности, К; σ – постоянная Стефана-Больцмана.
Если излучающее тело не является абсолютно чёрным и излучение происходит в среде, имеющей температуру Т
0
, то
R
= Аσ(
4
ист
T
– Т
0
4
), (1.2)
где А – коэффициент нечерноты (А < 1), зависящий от материала излучающей поверхности.
В данной работе в качестве излучающей поверхности используют раскалённую вольфрамовую спираль N кинолам-
пы (здесь и далее см. описание), для нагревания которой ее включают в цепь переменного напряжения. Полагая, что
электрическая мощность Р
эл
, которую потребляет спираль кинолампы, расходуется не только на лучеиспускание, но
часть её отводится в виде тепла, вследствие теплопроводности в местах контакта нитей накаливания с держателями,
мощность, расходуемую на излучение можно вычислить как Р = k Р
эл
, (где k < 1 коэффициент, учитывающий потери
мощности и определяется опытным путем). Приравнивая эту мощность мощности, теряемой вольфрамовой спиралью,
вследствие излучения с площади поверхности S, получим
kР
эл
= АσS(
4
ист
T
–
4
0
T ). (1.3)
Отсюда постоянная Стефана-Больцмана:
)(
4
0
4
ист
эл
TTAS
kP
−
=σ
. (1.4)
Определение температуры раскалённой вольфрамовой спирали N кинолампы производится с помощью оптического
пирометра, путем сравнения яркости раскалённой спирали в некотором спектральном интервале длин волн ∆λ (красный
светофильтр λ = 650 нм) с яркостью спирали фотометрической лампы пирометра. Регулируя реостатом величину тока
фотометрической лампы пирометра 1, можно добиться исчезновения видимости её нити на фоне вольфрамовой спирали,
т.е. совпадения их яркостей. Шкала прибора предварительно проградуирована по температуре искусственного абсолютно
чёрного тела. Если бы излучающая поверхность была поверхностью абсолютно чёрного тела, а не серого, то отсчитывае-
мая по шкале пирометра температура Т
λ
была бы истинной. Так как наблюдаемый объект не абсолютно чёрный, то Т
λ
представляет собой температуру такого абсолютно чёрного тела, при которой его испускательная способность равна ис-
пускательной способности исследуемого тела в наблюдаемом спектральном участке ∆λ, температура которого Т
ист
ис-
тинная
)).()((
*
TrTr
λλλ
=
T
λ
носит название яркостной температуры. Связь между яркостной T
λ
и истинной Т
ист
температу-
рами даётся соотношением
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
