Элементы квантовой оптики и физики твердого тела. Головин Ю.М - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Произведите отсчёт температуры t °C три раза. Значения мощности и температуры занесите в табл. 1.1.
11. Произведите ещё три измерения, увеличивая мощность каждый раз на 15 Вт. Результаты зафиксируйте в табл.
1.1.
12. Выразите яркостную температуру по формуле
273C
+
°
=
λ
tT К.
Результаты занесите в табл. 1.1.
13. Рассчитайте истинную температуру Т
ист
спирали по формуле (1.6).
Задание 2. Проверка закона Стефана-Больцмана
Обобщённая формула, выражающая закон Стефана-Больцмана, имеет вид
,σ
n
TAR =
(1.7)
Согласно (1.3), электрическая мощность Р
эл
, которую потребляет спираль кинолампы, равна
.
эл
n
T
k
SA
P
σ
=
(1.8)
Обозначим постоянную величину, равную
k
SAσ
, за В:
k
SA
B
σ
=
. (1.9)
Тогда выражение (1.8) можно записать в виде
n
BTP =
эл
. (1.10)
Прологарифмируем это выражение:
TnBP lnlnln
эл
+
=
. (1.11)
Получили уравнение прямой, для которого n – угловой коэффициент, равный тангенсу угла наклона.
Таким образом, для проверки закона Стефана-Больцмана проделайте следующие действия:
1.
Рассчитайте lnP
эл
и lnТ, результаты занесите в табл. 1.1.
2.
Постройте график зависимости lnP
эл
от lnТ.
3.
Найдите тангенс угла наклона полученной прямой, который равен степени п. Сделайте соответствующий вывод.
Задание 3. Определение постоянной Стефана-Больцмана
Выражение (1.10) представляет собой уравнение прямой, для которой B – угловой коэффициент. Построив график
зависимости
эл
P от
,
4
T
можно определить значение коэффициента, а затем, используя выражение (1.9), рассчитать посто-
янную Стефана-Больцмана:
.tg
k
SA
B
σ
=α=
(1.12)
Отсюда
SA
k α
=σ
tg
,
3,0=k
, (1.13)
где S = 3,4 см
2
.
Таким образом, для определения постоянной Стефана-Больцмана необходимо сделать следующие действия:
1.
Возведите истинную температуру T в четвёртую степень. Результат занесите в табл. 1.1.
2.
Постройте график зависимости
эл
P от
4
T
.
3.
Определите угловой коэффициент как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс.
4.
Рассчитайте величину постоянной Стефана-Больцмана по формуле (1.13). Сравните получившееся значение с
табличным.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные характеристики теплового излучения различных тел и соотношения между ними.
2. Какое тело называется абсолютно черным?
3. Сформулируйте закон Кирхгофа для теплового излучения.
4. Как распределяется энергия в спектре абсолютно черного тела.
5. Дайте формулировку закона Стефана-Больцмана.
6. Сформулируйте закон Вина.
7. Что называют "ультрафиолетовой катастрофой"? Формула Релея-Джинса.
8. Напишите формулу Планка для лучеиспускательной способности абсолютно чёрного тела.
9. Какие законы теплового излучения вытекают из формулы Планка?
10. Принцип действия и устройство оптического пирометра.

Страницы