Курс общей физики. Миловидова С.Д - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

49
РАБОТА 10
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ В ЗАКОНЕ СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА
ПРИ ПОМОЩИ ОПТИЧЕСКОГО ПИРОМЕТРА.
Приборы и принадлежности: оптический пирометр, установка для накала
спирали лампы и питания пирометра .
Краткая теория .
Излучение нагретых тел так же, как свет, радиоволны и т. д.,
относится к электромагнитным явлениям . Всякое излучение телом
электромагнитных волн сопровождается потерей им энергии и происходит
либо за счет внутренней энергии, либо за счет получения энергии извне .
Оно зависит от температуры тела , т.к. является следствием хаотического
теплового движения молекул и атомов среды .
Излучение, причиной которого является возбуждение атомов и
молекул их тепловым движением , называется тепловым или
температурным излучением .
Разные тела в зависимости от температуры и химического состава
испускают лучи различных длин волн и различной интенсивности. Для
количественной оценки процессов теплового излучения вводятся две
основные характеристики :
1- полная, или интегральная, лучеиспускательная способность тела R (Т)
- энергия, испускаемая с единицы площади поверхности тела за одну
секунду по всем длинам волн при данной температуре
2- спектральная лучеиспускательная способность (спектральная
плотность излучения) r
λT
- энергия, излучаемая телом при данной
температуре в единичном интервале длин волн от λ до λ + dλ :
λ
λ
d
dR
r
T
=
(1)
Всякое тело часть падающей на него энергии поглощает, а часть
отражает. Отношение лучистой энергии, поглощенной телом ко всей
падающей на него энергии, называется коэффициентом поглощения α .
Тело, полностью поглощающее всю падающую на него энергию ,
называется абсолютно черным, и коэффициент поглощения для него α =1.
Для абсолютно зеркальной поверхности, отражающей всю падающую на
нее энергию , α=0. На практике для разных тел 0< α < 1. В природе не
существует тел, являющихся абсолютно черными. Они могут только
приближаться по своим свойствам к абсолютно черным лишь в
ограниченном интервале длин волн.
Опыты показывают, что тела , обладающие большим коэффициентом
поглощения, соответственно обладают и большей лучеиспускательной
способностью . Поэтому излучательная способность абсолютно черного
тела максимальна по сравнению с другими телами. 
                                        49


                                   Р А Б О ТА 10
О П Р Е ДЕ Л Е Н И Е П О С ТО Я Н Н О Й В ЗА КО Н Е С ТЕ Ф А Н А -Б О Л ЬЦ М А Н А
             П Р И П О М О Щ И О П ТИ Ч Е С КО ГО П И Р О М Е ТР А .

П риборы и прина длежности: оптический пирометр, у ста новка для нака ла
спира ли ла мпы и пита ния пирометра.

                                К ра тка я теория.
      Из  лу чение на греты х тел та к же, как свет, ра диоволны и т.д.,
относится к электрома гнитны м явлениям. В сякое из               лу чение телом
электрома гнитны х волнсопровожда ется потерей им энергии и происх одит
либо з а счет вну тренней энергии, либо з     а счет полу чения энергии из    вне.
О но за висит от темпера ту ры тела , т.к. является следствием х аотического
теплового движения молеку л и а томовсреды .
      Из  лу чение, причиной которого является воз           бу ждение а томов и
молеку л их         тепловы м движением, на з        ы ва ется тепловы м или
темпера ту рны м из  лу чением.
      Ра з ны е тела в з а висимости от темпера ту ры и х имического соста ва
испу ска ю т лу чи ра з личны х длин волн и ра з   личной интенсивности. Д ля
количественной оценки процессов теплового из              лу чения вводятся две
основны е х арактеристики:
1- полна я, или интегра льна я, лу чеиспу скательна я способность тела R (Т )
- энергия, испу ска емая с единицы площ а ди поверх ности тела з           а одну
секу нду по всем длина м волнпри да нной темпера ту ре
2- спектра льна я лу чеиспу ска тельна я способность                (спектра льна я
плотность из    лу чения) rλT - энергия, из      лу ча ема я телом при да нной
темпера ту ре в единичном интерва ле длинволнотλ до λ + dλ :
                                             dR
                                     rλT =                                     (1)
                                             dλ
        В сякое тело ча сть па да ю щ ей на него энергии поглощ а ет, а часть
отра жа ет. О тнош ение лу чистой энергии, поглощ енной телом ко всей
па да ю щ ей на него энергии, на з  ы ва ется коэф ф ициентом поглощ ения α.
        Т ело, полностью поглощ аю щ ее всю па да ю щ у ю на него энергию ,
на зы ва ется а бсолю тно черны м, и коэф ф ициент поглощ ения для него α=1.
Д ля а бсолю тно з  ерка льной поверх ности, отра жа ю щ ей всю па да ю щ у ю на
нее энергию , α=0. Н а практике для раз        ны х тел 0< α < 1. В природе не
су щ еству ет тел, являю щ их ся а бсолю тно черны ми. О ни могу т только
приближа ться по своим свой ства м к а бсолю тно черны м лиш ь в
огра ниченном интерва ле длинволн.
        О пы ты пока зы ва ю т, что тела, обла да ю щ ие больш им коэф ф ициентом
поглощ ения, соответственно обла да ю т и больш ей лу чеиспу скательной
способностью . П оэтому из       лу ча тельна я способность а бсолю тно черного
тела ма ксима льна по сра внению с дру гими тела ми.

Страницы