Физика \ Физика

Изучение спектра излучения нагретого вольфрама, страница 2

3. Из приложений П.1 и П.2 для каждой длины волны определяют спектральный коэффициент излучения k_lТ. Так как у вольфрама k_lТ незначительно меняется с изменением температуры, в формуле (6) можно использовать усредненное значение k_lТ для каждой длины волны из приложения П.1 В таблице 2 для каждого светофильтра дано произведение Dl·τ - его ширины пропускания на коэффициент пропускания с/ф. Используя соотношение (6) находят. Результаты заносятся в таблицу 3.

Таблица 2. Спектральные характеристики светофильтров

	Длина волны светофильтра, нм
	600	1000	1300	1600	2000
Dl·τ	2,93	3,67	1,039	1,65	2,67

Таблица 3. Результаты расчета распределения энергии в спектре черного тела

(относительные единицы)

Режим накала лампы	Температура	Длина волны светофильтра
Режим накала лампы	Температура	600 нм	1000 нм	1300 нм	1600 нм	2000 нм	Нейтр. С/Ф R_T
Поз. 1
Поз. 2
Поз. 3
Поз. 4
Поз. 5

4. Далее для каждого режима работы лампы накаливания нужно определить температуру нагрева ее спирали. Для этого необходимо использовать специальную программу «Планк-1» лабораторного компьютера, в которую вводятся данные таблицы 3. Компьютер для каждого напряжения питания лампы строит график зависимости спектральной энергетической светимости от длины волны и вычисляет температуру спирали лампы, при которой распределение (1) наилучшим образом описывает экспериментальные результаты. Полученные значения температуры записать в таблицу 3.

5. Для каждого значения температуры рассчитать интегральную энергетическую светимость вольфрама по формуле:

, (7)

где E_T – измеренные мультиметром значения светового потока при нейтральном с/ф, а k_T – средняя величина интегрального коэффициента излучения вольфрама при данной температуре (берется из таблицы П.2). Результаты расчета занести в таблицу 3. в колонку “нейтральный С/Ф”.

6. Для проверки закона Стефана-Больцмана (3), по полученным экспериментальным данным, построить график зависимости lg(R_T) от lg(T). По наклону полученной прямой определить показатель степени в формуле (3).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какое тело называется абсолютно черным? Что такое энергетическая светимость?

2.Дайте определение спектральной плотности энергетической светимости. Каким соотношением она связана с энергетической светимостью тела?

3.Напишите формулу Планка.

4.Могут ли кривые, изображенные на на рис.1, пересекаться?

5.В чем заключается закон смещения Вина?

6.Чтовыражает закон Стефана-Больцмана? Напишите его формулу.

7.В чем состоит закон Кирхгофа? Как он используется в настоящей работе?

ЛИТЕРАТУРА

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. М., Высшая школа, 1989.

2. Излучательные свойства твердых материалов. Справочник. Под редакцией Шейндлина А.Я. М., Энергия. 1974.

3. Свет Д.Я. Объективные методы высокотемпературной пирометрии при непрерывном спектре излучения. М., Наука, 1968.

Приложение

Таблица П. 1.

Спектральный коэффициент излучения k_l_Твольфрама.

Длина волны l, нм	Температура, °К
Длина волны l, нм	1000	1200	1400	1600	1800	2000	2200	2400	2600	2800	3000
230 240 250 275	0,414 0,440 0,470 0,494	0,411 0,438 0,467 0,491	0,408 0,435 0,465 0,488	0,406 0,432 0,462 0,485	0.403 0,429 0,459 0,482	0,400 0,427 0,456 0,478	0,398 0,424 0,453 0,475	0,395 0,421 0,450 0,472	0,392 0,418 0,448 0,469	0,390 0 416 0,445 0,466	0,387 0 413 0,442 0,463
300 325 350 375	0,496 0,481 0,472 0,479	0,493 0,479 0,471 0,478	0,491 0,477 0,470 0,477	0,488 0,476 0,469 0,476	0,486 0,474 0,468 0,475	0,483 0,472 0 467 0,473	0,481 0,470 0 466 0,472	0,478 0,469 0,465 0,471	0,475 0,467 0,464 0,470	0,473 0,465 0,463 0,469	0,470 0,463 0,462 0,468
400 425 450	0,487 0,484 0,480	0,484 0,481 0,477	0,482 0.477 0,473	0,479 0,473 0,470	0,476 0,470 0,466	0.474 0,467 0,463	0,471 0,463 0,459	0,468 0,460 0,456	0,466 0,457 0,452	0,463 0,453 0,449	0,460 0,450 0,445
500 550	0,468 0,460	0,465 0,458	0,462 0,456	0,459 0,453	0,456 0,451	0,453 0,448	0,450 0,446	0,447 0,443	0 444 0,441	0,441 0,439	0,438 0,436
600 650	0,453 0,446	0,451 0,444	0,449 0,442	0,447 0,440	0,445 0,438	0,443 0,436	0,441 0,434	0,438 0,432	0,436 0,430	0,434 0,428	0,432 0,426
700 750	0,442 0,443	0.440 0,438	0,438 0,434	0,436 0.430	0,434 0,426	0,431 0,422	0,429 0,418	0,427 0,414	0,425 0.410	0,423 0,405	0,420 0,401
800 850	0,441 0,436	0,434 0,428	0,427 0,419	0,420 0,410	0,412 0,401	0,405 0,393	0,398 0.384	0,391 0,375	0,384 0,366	0,377 0,358	0,370 0,349
900 950	0,426 0,415	0,416 0,406	0,407 0,397	0,397 0,388	0,388 0,379	0,378 0,370	0,369 0,361	0,359 0,352	0,350 0,343	0,340 0,334	0,331 0,325
1000 1050 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900	0,396 0,375 — — — — — — — — —	0,388 0,368 — — — — — — — — —	0,380 0,361 — — — — — — — — —	0,372 0.354 0,345 0,317 0,295 0,278 0,264 0,252 0,242 0,233 0,225	0,364 0,348 0,334 0.308 0,288 0,273 0,261 0,251 0,243 0,236 0,230	0,355 0,341 0,322 0.298 0,280 0,268 0,258 0,251 0,245 0 240 0,234	0,347 0,334 0.311 0,289 0,273 0,263 0,256 0,250 0,246 0,243 0,239	0 339 0,327 0,299 0,279 0,266 0,258 0,253 0,249 0,247 0,246 0,243	0,331 0,320 0,288 0,270 0,258 0,253 0,250 0,249 0,248 0.249 0,248	0,323 0,313 0,276 0,260 0,251 0,247 0,247 0,248 0,250 0,253 0,252	0,315 0 306 0,265 0,251 0,244 0,242 0 244 0,247 0,251 0,256 0,257
2000	—	—	—	0,217	0,223	0,228	0,234	0,239	0,245	0,251	0,256

Таблица П. 2.

Интегральный коэффициент излучения k_Твольфрама.

Истинная

Температура

^ОК

k_Т

Истинная

Температура

^ОК

k_Т

Истинная

Температура

^ОК

k_Т

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

0,032

0,042

0,053

0,064

0,076

0,088

0,101

0,114

0,128

0,143

0,158

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2300

2400

0.175

0,192

0,207

0,222

0,236

0,249

0,260

0,270

0,279

0,288

0,296

2500

2600

2700

2800

3000

3100

3200

3300

3400

3500

3655

0,303

0,311

0,318

0,323

0,329

0 337

0,341

0,344

0,348

0,351

0,354

1 2

Скачать файл