Испускательная способность

Рис.№1.

 

 

2) Выполним проверку структуры диска Е(рис№2):

 

Рис№2

 

 

 

3) Откроем программу дефрагментации диска (рис№3):

Рис№3

4) В программе дефрагментации можно настроить расписание (рис№4)

Рис№4

5) Выполняем форматирование диска Е (рис№5):

рис№5

Вывод: В процессе выполнения работы с антивирусом я изучил пользования программы проверки структуры диска и его дефрагментации, работал с форматированием диска.

 

Сравнение Антивирусов:

A) Плюсы Касперского:

- Хорош в плане поимки вирусов, ловит их даже там где их нет.

- Высокая защита компьютера

- возможность приобрести Trial версию

- достаточно быстрое обновление баз

 

Минусы Касперского:

- Тормозит систему.

- Потребляет большое количество оперативной памяти и ресурсов

- Конфликтует с программами

- Поиск ключей активации лицензии

-на ноутбуках и нетбуках невозможно установить данный антивирус

 

B) Плюсы NORTON ANTIVIRUS 2010:

-Высокая производительность при минимальной загрузке системы

-Удобный интерфейс

-Быстрая установка и меньшее потребление памяти на ПК.

- Возможность приобрести TRIAL версию

 

Минусы

-После своего удаления оставляет данные в реестре.

 

 

 

 

C) Антивирус Eset Smart Security:

Плюсы:

-Небольшая стоимость лицензии

-Антивирусные базы весит немного

-Возможность приобрести TRIAL версию

-Незагружает систему при сканировании

-Возможность установить на нетбуки и на ноутбуки

Минусы:

-Нет родительского контроля

-Для новичков ПК будет достаточно сложно настроить его в настройках.

 

 

 

Вывод: При сравнении данных антивирусов, я убедился в том,что каждый антивирус по своему хорош (Касперский в качестве защиты от вирусов,Norton в высокой производительности системы, Eset Smart Security в малом весе баз антивируса).Но из всех мною выбранных антивирусов свое предпочтение оставил на антивирусе Norton,так как при хорошей защите как и от вирусов так и от шпионских программ,он не так сильно грузит оперативную память, а вследствие чего не тормозит систему и процессы протекают быстрее, это не говоря еще об удобстве интерфейса.

Испускательная способность

(1)

является функцией частоты и температуры, характеризует распределение энергии излучения по частотам. Чем выше r_υ,T при данной частоте υ и температуре Т, тем больше dR_T, а значит, больше энергии излучает тело на частотах, близких к υ (в диапазоне от υ до υ+dυ).

Очевидно, что

(2).

- 3 -

Поглощательная способность a_υ,Т, - характеризует способность тел поглощать падающее на них излучение. она показывает, какая доля энергии падающего излучения поглощается поверхностью на частотах, близких к υ. Поглощательная способность зависит от частоты и температуры. Для реальных тел 0<a<1. Тела, у которых a_υ,Т=1 для всех частот и температур (полное поглощение), называют абсолютно черными. Близки к ним в видимой области спектра – сажа, черный бархат. Абсолютно черное тело можно сделать искусственно в виде полости с малым отверстием (рис.1).

Излучение, попавшее извне в отверстие, полностью захватывается телом за счет многократных переотражений, при каждом из которых происходит частичное поглощение. Такая полость, разогретая до температуры Т, излучает из отверстия волны, характерные для абсолютно черного тела.

Рис.1

1.2. Закон Кирхгофа. Формула Планка.

Между испускательной и поглощательной способностью существует взаимосвязь. Кирхгоф установил, что отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тел и является универсальной для всех тел функцией частоты и температуры:

(3).

Это означает, что тело, сильнее поглощающее какие-либо лучи, будет эти лучи сильнее и испускать.

Закон Кирхгофа хорошо подтверждается на опыте. Если нагреть в печи кусок белого фарфора, наполовину покрытого черной краской, то, вынув кусок из печи, можно наблюдать в темноте собственное свечение – ярче светиться окрашенная часть. На свету – ярче выглядит часть керамики, не покрытая краской. Наблюдаемый эффект соответствует закону Кирхгофа, т.к. зачерненная поверхность является более поглощающей, а следовательно, и более излучающей.

 

 

- 4 –

2.2. Методика проведения измерений.

2.2.1. Измерение яркостной температуры Тя.

Пирометр непосредственно позволяет определить яркостную температуру нити исследуемой лампы в градусах Цельсия, затем ее пересчитывают в шкалу Кельвина. Если одновременно по приборам (рис.4,а) регулировать напряжение U и ток лампы I, а значит и мощность потребляемую нитью

, (16)

можно построить графики Tя=f(Р)

2.2.2. Определение истинной температуры Т.

По формуле (15) и таблице 1 можно определить истинную температуру Т исследуемой нити и построить график Tя=f(Р).

2.2.3. Определение интегральной поглощательной способности α_Т

По определению (11) . При достаточно высокой температуре (при излучении видимого света) лишь небольшая часть мощности электропитания Р идет на передачу тепла через цоколь лампы, в основном она обеспечивает излучение лампы в видимом и инфракрасном диапазонах, т.е. в соответствии с определением электрической светимости,

, (17)

где S – площадь нити исследуемой лампы, имеет величину порядка 10^-4 м², точное значение указано на установке. Выразив из (17), а из (8), (9), найдем их отношения:

, (18)

что позволяет определить α_Т и построить график α_Т(Т).

Коэффициент α_Т показывает, какую долю энергии излучает нить реальной лампы от той энергии, которую бы излучала лампа с абсолютно черной нитью при той же температуре. На практике численные значения α_Т применяют при изменении температуры радиационным способом. Для металлов α_Т=0,1-0,9, для сплавов металлов и угля α_Т≈0,9.

 

- 13 -

(10)

Для сравнения энергетической светимости реальных тел и абсолютно черного можно ввести коэффициент , равный отношению интегралов (10) и (7), т.е.

(11)

Коэффициент иногда называют интегральной поглощательной способностью (или интегральным коэффициентом черноты). Он характеризует свойство реальных тел, что все они излучают меньше энергии (на всех вместе взятых частотах), чем абсолютно черное тело при той же температуре. Значения всегда меньше единицы, зависят от температуры, природы тела, состояния его поверхности.

Закон Стефана-Больцмана справедлив лишь для абсолютно черных тел. Для других тел закономерность (8) нарушается. Поэтому измерение постоянной δ, а затем через нее и h (см.(9)) проводят только на абсолютно черном теле или его искусственной модели (рис.1)

 

1.4. Закон смещения Вина.

Соотношение, определяющее закон Вина, можно получить, найдя максимум функции φ(λ,Т) (см.(6)) при Т=const (1, с.18). Выполнив преобразования, получим

(12)

где постоянная Вина b=hc/4,96K=2,90*10^-3 м*К, где - длина волны, вблизи которой излучение наиболее интенсивно при данной температуре. Закон Вина утверждает, что длина волны, на которую приходится максимум излучательной способности, обратно пропорциональна абсолютной температуре.

Закон Вина справедлив не только для абсолютно черных тел, но и для так называемых «серых» тел. Серое – это такое идеализированное тело, у которого поглощательная способность a_υ,Т одинакова для всех длин волн. В видимой области спектра близки к серым уголь, окислы, некоторые металлы. Перепишем (3) для длин волн:

(13)

- 8 -

Если a_υ,Т не зависит от λ, то точки максимума φ(λ,Т) и r_υ,Т совпадают.

В соответствии с законом Вина при Т=6000 К (температура Солнца) максимум излучения приходится на видимый свет, при Т=2000 К – на инфракрасную область. Батареи отопления половину энергии отдают путем излучения, максимум которого приходится на длинноволновые инфракрасные «тепловые» лучи.

Если наблюдать лампу накаливания, ток в которой растет, то закон Вина проявляется в следующем – характерный цвет излучения (т.е. ) меняется от красного ( =600 нм) до желтого ( =550 нм) по мере роста температуры.

 

1.5. Оптическая пирометрия

Задача оптической пирометрии – определение температуры раскаленного тела на расстоянии по тепловому излучению. В пирометрии применяют яркостный, радиационный и цветовой способы измерения температуры. В соответствии со способом измерения вводят понятия яркостной температуры Тя, радиационной Т_р и цветовой Т_ц. Отметим, что при наблюдении по нормали к излучающей поверхности яркость пропорциональна излучательной способности r_υ,Т [3]. Общим для всех трех способов измерения температуры является то, что производят сравнение излучения тела и абсолютно черного тела.

При яркостном способе путем измерения температуры выравнивают яркости изучаемого тела и абсолютно черного тела на какой-то длине волны. Длину волны устанавливают с помощью светофильтра, через который рассматривают излучение. Если при этом температура абсолютно черного тела Т_я, то температура тела Т должна быть несколько вше для достижения той же яркости. Из равенства яркостей следует, что испускательная способность исследуемого тела при температуре Т

должна быть равна испускательной способности черного тела при температуре Т_я

(14)

 

- 9 –

Приравнивая правые части последних соотношений и учитывая, что в видимом диапазоне длин волн и соответствующих температурах раскаленного тела >>1, получим формулу для определения Т по Т_я:

(15)

Значения a_λ,Т измерены для ряда материалов, например для вольфрама при λ=655 нм они приведены в таблице 1. Таким образом, яркостная температура Тя – это такая температура абсолютно черного тела, при которой оно и исследуемое тело имеют одинаковую яркость на данной длине волны. Прибор для измерения Тя (пирометр с исчезающей нитью) описаны ниже.

Таблица 1

Тя,К
а655	0,455	0,451	0,446	0,440	0,436	0,432	0,422

При радиационном способе выравнивают энергетические светимости излучаемого тела и абсолютно черного тела . Температуры тел Т и Тр при этом, очевидно, разные и Т>Тр. Если известен коэффициент α_Т (интегральная поглощательная способность) для данного материала при различных температурах, то приравнивая и , с учетом (8), (11) получим формулу

,

пригодную для вычисления температуры тела т. Таким образом, радиационная температура Тр это такая температура абсолютно черного тела, при которой оно и исследуемое тело имею одинаковую энергетическую светимость (суммарную мощность излучения на всех частотах). Приборы для измерения Тр (радиационный пирометр описан в [3, с.702].

При цветовом способе выравнивают цвет излучаемого тела и абсолютно черного тела. Цвет тела характеризует длина волны , при которой испускательная способность максимальна и которую можно определить по закону Вина (12). Поскольку закон Вина справедлив лишь для абсолютно черных тел и так называемых серых тел, цветовой способ применяют для тел, достаточно близких к серым [3, с.703-704].

- 10 –

Рис.3

1.3. Закон Стефана-Больцмана

Возьмем интеграл от функции Кирхгофа

(7)

Определенный интеграл в (7) – безразмерная величина, около 6,5, поэтому

(8)

Это соотношение называют законом Стефана-Больцмана: энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени температуры. Постоянная Стефана-Больцмана

, где 1нВт=10^-9 Вт (9)

На опыте соотношение (8) означает, что с ростом температуры резко возрастает энергия излучения (на всех взятых частотах), возрастает яркость, теплоотдача за счет излучения. Например, при повышении температуры с 800 до 2400 К излучение абсолютно черного тела возрастает в 81 раз.

Если тело не является абсолютно черным, то его энергетическая светимость в соответствии с (2) и (3) будет меньше

 

- 7 -

 

Из графика (рис.2) видно, что с ростом температуры резко возрастает общая энергия излучения (пропорциональна площади, ограниченной кривой f(υ,T) и осью абсцисс). Возрастает максимум излучения, точка максимума перемещается в область более высоких частот. Заметная доля излучения в видимой области появляется при температуре выше 2000 К. Однако и при 4000 К максимум излучения остается в инфракрасной области. При комнатной температуре (на рис. не показана) максимум излучения лежит в далеко в инфракрасной области.

Рис.2

Формулу Планка можно записать как функцию длины волны φ(λ,Т), учитывая, что

(5)

Получим

(6)

График функции (6) представлен на рис.3 (черное тело). Вывод (6) приведен в [1]. Связь функций f(υ,T) и φ(λ,Т) такова, что их точки максимумов и не удовлетворяют соотношению (5), точка максимума φ(λ,Т) смещена в сторону уменьшения λ.

 

- 6 –

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

2.1. Принцип действия пирометра и описание установки

Состав экспериментальной установки показан на рис.4. В качестве исследуемого объекта используется вольфрамовая нить лампы накаливания. Яркость свечения исследуемой лампы меняют поворотом ручки автотрансформатора. Для определения температуры нити ИН используется пирометр "Проминь". Основной частью пирометра является труба с объективом и окуляром. В фокальной плоскости получается изображение исследуемой нити, которое накладывается на находящуюся там же нить эталонной лампы. Через окуляр экспериментатор видит совмещенное увеличенное и резкое изображение обеих нитей. Узкий спектральный участок выделяется с помощью красного светофильтра (λ=650 нм). Изменяя ток, протекающий через нить эталонной лампы (поворачивая ручку потенциометра R) добиваются выравнивания яркости эталонной нити и исследуемой нити. При равенстве яркостей исчезают границы пересечения нитей исследуемой и эталонной лампы. Поэтому используемый в работе пирометр называют пирометром с исчезающей нитью.

Шкала для отсчета измеряемся температуры (в градусах Цельсия) связана с ручкой потенциометра R (рис5). Она отградуирована по абсолютно черному телу (при градуировке вместо ИН используют тело, близкое по своим свойствам к абсолютно черному). Следовательно, пирометр позволяет измерить яркостную температуру нити исследуемой лампы.

Пирометр имеет три сменных дымчатых светофильтра, ослабляющих излучение только исследуемой нити. Дымчатый светофильтр ослабляет, в одинаковой степени излучение всех длин волн. Применение дымчатых светофильтров позволяет обходиться относительно низкими температурамиэталонной нити, что существенно увеличивает ее долговечность.

 

 

- 11 –

а) б)

Рис.4

Схема экспериментальной установки с пирометром «Проминь»: а) электрическая схема питания исследуемой нити лампы накаливания ИН: А – амперметр, В – вольтметр, Л – лабораторный автотрансформатор (ЛАТР); б) схема пирометра «Проминь»: ОБ – объектив, ОК – окуляр, ДФ – дымчатый фильтр (три сменных светофильтра), ЭН – эталонная нить, КС – красный светофильтр, БП – блок питания нити эталонной лампы, К – кнопка включения эталонной лампы, R – потенциометр, регулирующий ток накала нити эталонной лампы, ручка потенциометра связана со шкалой, по которой производится отсчет температуры данной нити в градусах Цельсия.

Каждому используемому дымчатому светофильтру соответствует своя определенная шкала температур: для светофильтра I – от 800 до 1400⁰ С; для II – от 1200 до 2000⁰ С, для III – от 1800 до 5000⁰ С. Следовательно, применение дымчатых фильтров позволяет расширить пределы измеряемых температур.

Рис.5

Внешний вид пирометра: 1 – объектив, 2 – окуляр, 3 – ручка потенциометра для регулировки накала эталонной нити, 4 – шкала измерения температур для трех интервалов, 5 – переключатель интервалов дымчатых светофильтров, 6 – кнопка включения нити накала эталонной лампы.

- 12 –

Если же рассматривать раскаленный фарфор не вынимая его из печи (или из оболочки типа рис.1), то рисунка на фарфоре не видно – поверхность равномерно светится. В этом проявляется другое свойство теплового излучения – его способность находится в равновесии со своим же излучением, не выходящим из полости: количество энергии, излучаемой теплом на каждой из частот, становится равным энергии, полученной поверхностью в результате поглощения излучения. Внутри печи темные участки поверхности фарфора больше поглощают, но и больше излучают, а светлые меньше излучают, зато больше отражают. Вне печи в темноте отраженное излучение отсутствует, т.к. нет падающего излучения. В этом случае наблюдается собственное неравновесное излучение. Другие примеры приведены в (3, с.686, 691).

Для абсолютно черного тела поглощательная способность a_υ,Т=1, т.е. f(υ,T) совпадает с излучательной способностью, поэтому ясно, что изучение свойств абсолютно черного тела имеет важное значение.

Формула Планка для функции Кирхгофа установлена из квантовых представлений о механизме теплового излучения и имеет вид:

(4)

где к=1,38*10^-23 Дж/К – постоянная Больцмана,

с=3*10⁸ м/с – скорость света в вакууме,

е=2,718 – основание натурального логарифма.

Функция Кирхгофа f(υ,T), как и r_υ,T имеет размерность Дж/м², график ее зависимости от частоты показан на рис.2. Вывод формулы (4) приведен в приложении. Смысл численного значения f можно пояснить из рассмотрения на рис.2 двух одинаковых интервалов частоты dυ вблизи υ₁ и υ₂. Вблизи υ₂ значение функции f меньше. Величины и пропорциональны заштрихованным площадям. Следовательно, dR₂<dR₁, а значение f(υ,T) пропорционально энергии излучения абсолютно черного тела на частотах, близких к υ. Энергия излучения с поверхности площадью dS за время dt в диапазоне частот от υ до υ+dυ будет .

 

 

- 5 –