Курс общей физики. Миловидова С.Д - 52 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

52
T
b
=
max
λ
(8) и
u
λT
= c
1
T
5
(9),
где b и c
1
- численные постоянные.
Иными словами, длина волны , на которую приходится максимум
интенсивности излучения, обратно пропорциональна температуре (8) и,
следовательно, максимум излучения с увеличением температуры
смещается в сторону коротких длин волн (1-й закон Вина ).
Максимальная интенсивность излучения (9)пропорциональна пятой
степени температуры (2-й закон Вина ).
Графически законы Стефана - Больцмана и Вина представлены на
рис.1, из которого следует, что количество излучаемой телом энергии
зависит от температуры .
Если известна длина волны λ
max
, соответствующая максимуму
интенсивности излучения тела , то, используя 1-й закон Вина можно
определить температуру тела . Определенная таким образом температура
называется его цветовой температурой .
Используя закон Стефана - Больцмана , можно определить
энергетическую или радиационную температуру тела . Измерение этой
температуры основано на излучении интегральной интенсивности
излучения, т.е. полной энергий излучения R.
Из закона Стефана - Больцмана следует, что количество тепловой
энергии, передаваемое единицей поверхности абсолютно черного тела ,
находящегося при температуре Т
1
, в окружающую среду имеющую
температуру Т
2
(если среду можно рассматривать как абсолютно ч ё рное
тело), равно :
(
)
(
)
(
)
4
2
4
121
TTTRTRR −=−= σ
(10)
Излучение всех остальных тел подчиняется такой же закономерности.
Метод определения температуры раскалённых тел по спектру
излучения на основе использования законов теплового излучения
называется оптической пирометрией . Соответствующие приборы
называются оптическими пирометрами.
Экспериментальная часть .
Описание установки и оптического пирометра
Целью данной работы является определение постоянной σ в
законе Стефана - Больцмана . Исследуемым телом , которое считается
~ 2 2 0 V
латр
А
С пира ль
ла мпы
Рис.2
V 
                                               52
               b
   λmax =                  (8)          и               uλT = c1T5              (9),
               T
 где b и c1 - численны е постоянны е.
       И ны ми слова ми, длина волны , на котору ю прих одится ма ксиму м
интенсивности из     лу чения, обра тно пропорциона льна температу ре (8) и,
следова тельно, ма ксиму м из        лу чения с у величением темпера ту ры
смещ а ется всторону коротких длинволн(1-й з         а конВ ина ).
       М а ксима льна я интенсивность из     лу чения (9)пропорциона льна пятой
степени температу ры (2-й з     аконВ ина ).
        Г ра ф ически з аконы С теф а на -Больцмана и В ина представлены на
рис.1, изкоторого следу ет, что количество из           лу ча емой телом энергии
за виситоттемперату ры .
       Е сли из  вестна длина волны λ max , соответству ю щ а я ма ксиму му
интенсивности из     лу чения тела , то, использ    у я 1-й з   а кон В ина можно
определить температу ру тела . О пределенна я та ким обра з         ом температу ра
на зы ва ется его цветовой темпера ту рой .
       И спольз  уя з   а кон С теф а на -Больцма на ,       можно определить
энергетическу ю или ра диа ционну ю темпера ту ру тела . И з          мерение этой
темпера ту ры основа но на из         лу чении интегра льной интенсивности
из лу чения, т.е. полной энергий из   лу чения R.
       И зз   акона С теф а на -Больцма на следу ет, что количество тепловой
энергии, передава емое единицей поверх ности а бсолю тно черного тела ,
на х одящ егося при темпера ту ре Т 1, в окру жа ю щ у ю среду имею щ у ю
темпера ту ру Т 2 (если среду можно ра ссма тривать ка к а бсолю тно чёрное
тело), ра вно:                   ( )     ( )
                  R = R T1 − R T2 = σ T1 − T2       (   4       4
                                                                    )  (10)
Из лу чение всех оста льны х тел подчиняется та кой же з
                                                       а кономерности.
       М етод определения темпера ту ры раска лённы х тел по спектру
из лу чения на основе использ      ова ния за конов теплового из   лу чения
на зы ва ется оптической       пирометрией . С оответству ю щ ие приборы
на зы ва ю тсяоптическими пирометра ми.

                        Э ксперимента ль на я ча сть .
            Описа ние уста новки и оптического пирометра
     Ц елью да нной работы является определение постоянной σ           в
з
а коне С теф а на -Больцма на . И сследу емы м телом, которое счита ется


                                                            А
     ~ 220 V




                                                                        С пира ль
                                                                        ла мпы




                                                                V



                   ла тр
                                       Рис.2

Страницы