ЗАДАНИЕ. На рис. 2 показана электрическая схема, которая уже собрана до выполнения работы

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НИТИ НАКАЛА БЫТОВОЙ ЛАМПОЧКИ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА.

 

На рис. 2 показана электрическая схема, которая уже собрана до выполнения работы. Для включения ЛАТРа в сеть (~220 В) используются клеммы с надписью "Сеть 220 В". Перед включением ЛАТРа необходимо проверить следующее: а) регулятор напряжения ЛАТРа должен быть установлен в положение "0"; б) переключатели пределов измерений на амперметре и вольтметре должны быть поставлены в положения 0,5 А и 150В; в) проверить совпадение нулевых отметок на пирометре. Замкнуть ключ К (падать напряжение на пирометрическую лампу) (рис.1).

Включить ЛАТР в сеть. Установить на ЛАТРе напряжение 80 В, и при нем проверить совпадение верхней и нижней шкал пирометра. Измерения яркостной температуры нити лампы Л₂ с помощью пирометра проделать при следующих напряжениях: U=110, 130,150 В. Измерить силу тока при этих напряжениях. НАПРЯЖЕНИЕ, СНИМАЕМОЕ С ЛАТРА НЕ ДОЛЖНО ПРЕВЫШАТЬ 200 В!

Энергия, потребляемая единицей излучающей поверхности вольфрамовой проволоки в единицу времени определится: , где S – площадь изучающей поверхности (в экспериментальной установке S=162,8·10^-6м²). Эта энергия затрачивается на поддержание проволоки в раскаленном состоянии и поэтому пропорциональна количеству энергии, излучаемой проволокой в единицу времени:

,

где a – коэффициент пропорциональности, Т₂ – температура окружающей среды, Т₁ – истинная температура нити накаливания лампы.

Поскольку пирометром определена яркостная температура, то необходимо перейти от яркостной к истинной температуре по известной связи между ними.

, откуда .

Но , а , тогда .

Величину надо прибавить к измеренной температуре Т_я, чтобы получить значение истинной температуры Т, т. е. .

Значение и а находятся по графикам, прилагаемым к работе.

 

Контрольные вопросы:

 

1. Какое излучение называется тепловым?

2. Раскройте физический смысл основных характеристик теплового излучения.

3. Запишите и объясните законы излучения АЧТ.

4. Что такое температура тела? Какие температуры может иметь данная нить?

5. Нарисуйте схему яркостного пирометра. Из каких основных частей состоит он? Почему нить пирометрической лампы помещена в фокальной плоскости объектива зрительной трубы пирометра? Для каких целей в окуляр пирометра помещен красный светофильтр?

6. Для какой цели между объективом зрительной трубы пирометра и пирометрической лампой помещен ослабляющий светофильтр? Можно ли его расположить между лампой и окуляром? между окуляром и глазом? между раскаленным телом и объективом? Дайте объяснение.

7. Термометры, поднятые с помощью шаров – зонтов, показывают, что в верхних слоях атмосферы температура по Цельсию составляет несколько десятков градусов ниже нуля. Цветовая же температура голубого неба, т. е. определенная на основании закона смещения Вина, оказывается около 28000⁰С. В чем тут дело?

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Савельев И.В., Курс общей физики, т.3, М., 1973.

2. Шпольский Э.В. Атомная физика. Т.I. М.1974.

3. Широков Ю.М., Юдин Н.П. Ядерная физика. М.1984.

4. Солоухин Р.И. Оптика и атомная физика (лабораторный практикум). Новосибирск, 1976.

5. Л.Л.Гольдин и др. Руководство к лабораторным занятиям по физике. М.1984.