Составители:
Рубрика:
3
Если тело, температуру которого определяют, излучает как абсолютно чёрное, то найденная с помощью
пирометра температура является его истинной температурой. Если же тело серое, то измеренная пирометром
температура его нуждается в поправке. Действительно, пользуясь пирометром, определяют температуру тела, при
которой его яркость для определённой длины волны равна яркости чёрного тела для той
же длины волны. Но,
поскольку, это тело излучает во всём спектре не как черное, то нет основания считать найденную температуру его
истинной температурой. Находят температуру (
Т) такого абсолютно черного тела, которое имеет наблюдаемом
участке спектра (
Δλ) яркость, одинаковую с яркостью исследуемого тела. Температура Т
яр
носит название
яркостной температуры. Яркостная температура тела всегда ниже его истинной термодинамической
температуры.
Это связано с тем, что любое серое тело излучает меньше, чем абсолютно чёрное тело при той же температуре. Связь
между яркостной и истинной температурами тела определяется из соотношения:
,
1
1
.
2
.
TЯР
ЯР
nT
с
T
T
λ
α
λ
l⋅⋅+
=
(11)
где
;10439,1
2
2
Км
k
ch
c ⋅⋅≅=
−
.105,6
7
м
−
⋅=
λ
Описание установки
Объектом исследования является пластинка (или вольфрамовая нить лампы накаливания). Ток в пластинке можно
изменять регулятором напряжения – латром (рис. 1). Значение тока и напряжения на зажимах пластинки измеряются
амперметром и вольтметром, а температура пластинки – оптическим пирометром.
Основной частью пирометра является дугообразная нить
накала, расположенная в фокусе объектива. Этот же объектив
фокусирует лучи, идущие
от исследуемого объекта,
расположенного достаточно далеко, т.е. изображение
исследуемой поверхности образуется в фокальной плоскости
объектива и, следовательно, накладывается на изображение нити
накала и исследуемой поверхности рассматривается в окуляр.
Пирометр снабжен красным и дымчатым светофильтрами.
Пирометрическая лампа включается в электрическую схему,
состоящую из аккумулятора, реостата для регулировки тока
накала нити
лампы и измерительного прибора,
проградуированного в градусах Цельсия яркостной температуры.
Выполнение работы
Упражнение 1. Изучение излучения нечёрных тел.
1. Устанавливают белую отметку на повторном кольце реостата 1 (рис. 2) против такой же отметки на корпусе
прибора. При этом стрелка прибора при
включённом аккумуляторе (или
выпрямителе) должна быть на нулевой
отметке шкалы.
2. Проверяют, выведен ли ослабляющий
(дымчатый) светофильтр: белая точка
на головке 5 должна быть повёрнута
на
четверть оборота от индекса 20.
3. Фокусируют окуляр прибора на нить
накала лампы пирометра.
4. Поворотом головки 4 вводят в поле
зрения красный светофильтр.
5. Собирают схему (рис. 1) и включают в
сеть лампу с исследуемой нитью, совмещают изображение нити лампы пирометра с изображением
исследуемой нити – фокусировку осуществляют перемещением тубуса объектива 2 (рис. 2).
Рис.1.
Рис.2.
3
Если тело, температуру которого определяют, излучает как абсолютно чёрное, то найденная с помощью
пирометра температура является его истинной температурой. Если же тело серое, то измеренная пирометром
температура его нуждается в поправке. Действительно, пользуясь пирометром, определяют температуру тела, при
которой его яркость для определённой длины волны равна яркости чёрного тела для той же длины волны. Но,
поскольку, это тело излучает во всём спектре не как черное, то нет основания считать найденную температуру его
истинной температурой. Находят температуру (Т) такого абсолютно черного тела, которое имеет наблюдаемом
участке спектра (Δλ) яркость, одинаковую с яркостью исследуемого тела. Температура Тяр носит название
яркостной температуры. Яркостная температура тела всегда ниже его истинной термодинамической температуры.
Это связано с тем, что любое серое тело излучает меньше, чем абсолютно чёрное тело при той же температуре. Связь
между яркостной и истинной температурами тела определяется из соотношения:
T ЯР.
T= , (11)
λ
1+ ⋅ T ЯР. ⋅ lnα λ1T
с2
ch
где c2 = ≅ 1,439 ⋅ 10 − 2 м ⋅ К ;
k
λ = 6,5 ⋅ 10 −7 м.
Описание установки
Объектом исследования является пластинка (или вольфрамовая нить лампы накаливания). Ток в пластинке можно
изменять регулятором напряжения латром (рис. 1). Значение тока и напряжения на зажимах пластинки измеряются
амперметром и вольтметром, а температура пластинки оптическим пирометром.
Основной частью пирометра является дугообразная нить
накала, расположенная в фокусе объектива. Этот же объектив
фокусирует лучи, идущие от исследуемого объекта,
расположенного достаточно далеко, т.е. изображение
исследуемой поверхности образуется в фокальной плоскости
объектива и, следовательно, накладывается на изображение нити
накала и исследуемой поверхности рассматривается в окуляр.
Пирометр снабжен красным и дымчатым светофильтрами.
Пирометрическая лампа включается в электрическую схему,
состоящую из аккумулятора, реостата для регулировки тока
накала нити лампы и измерительного прибора,
проградуированного в градусах Цельсия яркостной температуры.
Рис.1.
Выполнение работы
Упражнение 1. Изучение излучения нечёрных тел.
1. Устанавливают белую отметку на повторном кольце реостата 1 (рис. 2) против такой же отметки на корпусе
прибора. При этом стрелка прибора при
включённом аккумуляторе (или
выпрямителе) должна быть на нулевой
отметке шкалы.
2. Проверяют, выведен ли ослабляющий
(дымчатый) светофильтр: белая точка
на головке 5 должна быть повёрнута на
четверть оборота от индекса 20.
3. Фокусируют окуляр прибора на нить
накала лампы пирометра.
4. Поворотом головки 4 вводят в поле
Рис.2.
зрения красный светофильтр.
5. Собирают схему (рис. 1) и включают в
сеть лампу с исследуемой нитью, совмещают изображение нити лампы пирометра с изображением
исследуемой нити фокусировку осуществляют перемещением тубуса объектива 2 (рис. 2).
