Предполагается, что температура «холодных» концов термопар постоянна. На самом деле она зависит от температуры окружающей среды, в частности, от температуры корпуса термоприёмника. Отклонение температуры корпуса от нормальной, при которой производилась градуировка пирометра, вызовет погрешности при измерении температуры объекта. Чтобы свести эту погрешность к минимуму, параллельно термопаре включается сопротивление из медной проволоки, намотанной на корпус термобатареи и меняющей свое сопротивление при колебаниях температуры. Принципиальная блок-схема установки приведена на рис. 2.
Поскольку пирометр измеряет температуру по величине полной испускательной способности, существенным является вопрос о выборе размеров излучателя 1 и расстояния от пирометра (ПИР) до него. Необходимым условием правильных показаний является условие полного перекрытия спая термопары изображением раскаленного тела. Учитывая это обстоятельство, расстояние от ис
 |
Порядок выполнения работы
1. Навести пирометр (ПИР) на источник излучения так, чтобы центры термобатареи и изображения излучателя совпадали (смотреть через отверстие в торце пирометра).
2. Установить необходимое значение падения напряжения на лампе, регулируя выходное напряжение источника питания (И.П.). Записать показания вольтметра V и амперметра A в таблицу. Замеры записывать после установления стационарного режима в цепи лампы, т. е. через некоторое время после установления напряжения.
Таблица
|
№ п/п |
Падение напряжения на лампе U,В |
Сила тока I, А |
Показания милливольтметра пирометра, мВ |
Мощность, потребляемая лампой, N, Вт |
lgN |
TР,К по графику |
lgTР |
||
|
По прибору |
Средняя величина |
По прибору |
Средняя величина |
||||||
|
1 |
|||||||||
|
2 |
|||||||||
|
… |
|||||||||
|
10 |
|||||||||
3. Для каждого значения напряжения и силы тока, протекающего через лампу, записать показание милливольтметра mV пирометра. Измерение силы тока и показаний милливольтметра пирометра провести при увеличении (заполняется верхняя половина столбца таблицы) и уменьшении (заполняется нижняя половина столбца таблицы) напряжения на лампе. По среднему значению показаний пирометра для каждого значения напряжения на лампе найти ее радиационную температуру, пользуясь градуировочным графиком, помещенном на стенде установки.
Зависимость полной испускательной способности вольфрама (материал спирали лампы накаливания) от температуры найдем следующим образом. Связь между радиационной температурой и полной испускательной способностью вольфрама RT можно записать в виде, аналогичном соотношению (2)
RT ~ TРn, (4)
где n – константа, n » 4.
Поскольку при высокой температуре подводимая к исследуемой спирали лампы мощность N пропорциональна ее полной испускательной способности, то N ~ RT ~ TРn, иначе:
N = CRT = C'TPn, (5)
где С, С', – некие коэффициенты пропорциональности.
Чтобы получить искомую зависимость (4), необходимо:
а) рассчитать мощность, потребляемую лампой по формуле
N = IU; (6)
б) построить график зависимости lg N от lg TP,
в) определить n в уравнении (5):
lgN= lgC' +n lgTP, (7)
по тангенсу угла наклона полученного графика к оси абсцисс, то есть, как отношение разности значений ординат к разности значений абсцисс двух выбранных точек графика.
Контрольные вопросы
1. Что называется тепловым излучением?
2. Что называется спектральной испускательной способностью и полной испускательной способностью тела?
3. Какие тела называются абсолютно черными телами?
4. Какие законы теплового излучения вы знаете? В чем сущность этих законов?
5. Что понимается под радиационной температурой тела?
6. Нарисуйте блок-схему радиационного пирометра.
7. В чем заключается принцип измерения температуры тела с помощью радиационного пирометра?
Список литературы
1. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 2000. – Т. 3. – 320 с.
2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учеб. пособие для втузов. – М.: Высш. школа, 2002. – 718 с.
3. Трофимова Т.И. Курс физики / М.: Высш. школа, 2000. – 542 с.
Работа 52
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ОПТИЧЕСКОГО
КВАНТОВОГО ГЕНЕРАТОРА (ЛАЗЕРА)
Цель работы. Ознакомление с устройством и работой лазера, исследование его характеристик.
Введение
Принцип работы оптического квантового генератора как источника когерентного света связан с особым возбужденным состоянием излучающей среды.
Частицы среды (атомы, молекулы, ионы) могут находиться в различных состояниях, которым соответствуют определенные значения энергии. Состояние с наименьшей энергией называют основным состоянием, остальные состояния носят название возбужденных состояний.
Сообщая системе частиц энергию, можно перевести частицы из основного состояния, в котором преимущественно они находятся при нормальных условиях, в возбужденное. Однако, время пребывания частиц в данном возбужденном состоянии (время жизни состояния) ограничено. Переходя в более низкое энергетическое состояние, частицы отдают энергию. В частности, эта энергия может отдаваться в виде квантов света (фотонов). Такой процесс излучения называется спонтанным (самопроизвольным) и он происходит в обычных некогерентных источниках света.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.