зависит от рода вещества и температуры
тела, кроме того, зависит еще и от l
- длины волны падающего излучения. Поверхность, поглощающая все падающие на нее
световые лучи, называется абсолютно черной поверхностью, для нее а = 1.
Такое тело называется абсолютно черным.
Абсолютно черную поверхность приготавливают искусственно, ее роль выполняет
поверхность небольшого отверстия, сделанного в стенке полого непрозрачного
тела.
Законы излучения абсолютно черного тела
А. Закон Кирхгофа связывает излучательную и поглощательную способность тел с излучением абсолютно черного тела. Он справедлив как для интегральных, так и для дифференциальных величин.
Читается закон Кирхгофа так: отношение лучеиспускательной способности любого тела к его поглощательной способности есть универсальная функция длины волны и температуры, не зависящая от природы тела, и по физическому смыслу равная лучеиспускательной способности абсолютно черного тела (т.к. поглощательная способность абсолютно черного тела равна единице).
где El1Tо - испускательная способность абсолютно черного тела,
аl1T - поглощательная способность любого тела.
Таким образом, из закона Кирхгофа вытекает, что излучение абсолютно черного тела во всех областях спектра больше: излучения любого тела, взятого при одинаковой температуре.
Б. Закон Стефана-Больцмана. Энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры.
,
где s - постоянная Стефана-Больцмана, равная 5,67×10-8 Вт/м2, Т - абсолютная температура.
Определение энергетической, светимости нечерных тех
Все реальные тела являются нечерными, поэтому к ним неприменим закон Стефана-Больцмана. Но законом можно воспользоваться для подсчета светимости нечерных тел при определенной данной температуре Т, если известны их поглощательная способность при такой же температуре. Комбинируя законы Кирхгофа и Стефана-Больцмана, запишем уравнение электрического баланса:
(1)
Здесь IU - мощность, расходуемая на нагревание тела источником тока, аТsST4 - мощность, расходуемая нагретым телом на излучение, аТsST04 - мощность. поглощаемая нагретым телом из окружающей среды - воздуха. Решая равенство (1) относительно аТ, получаем выражение для искомой величины
(2)
Описание установки
Исследуемая лампа включается по схеме рис.2.
Для измерения температуры нити в нашей работе используется оптический пирометр с исчезающей нитью, рис.3.
В фокальной плоскости объектива ОI помещается эталонная лампа a - с нитью изогнутой в виде дуги. Если объектив трубы направить на волосок к исследуемой лампе L, то изображение ее волоска будет получаться в той же фокальной плоскости.
Исследуемую лампу L нужно расположить так, чтобы изображение ее волоска пересекало часть эталонной лампочки. Нить и изображение волоска рассматриваются через окуляр О2. Перед окуляром находится светофильтр СI, пропускающий лучи, длина волны которых близка к 660 нм (1 нанометр равен 10-9м). Нить эталонной лампы нагревается током от аккумулятора с Е = 2,5 В. С помощью реостата R ее накал можно изменять. При недостаточном накале нити эталонной лампы места пересечения ее с волоском исследуемой лампы кажутся темными, при повышении накала - светлыми. Меняя сопротивление R, можно достичь одинаковой яркости нити и изображения волоска. В этом случае нить и изображение волоска, в местах пересечения, сольются, станут одинаковыми по цвету и яркости. Это означает, что лучеиспускательная способность нити и волоска для лучей с l = 600 нм одинаковы.
При измерении температур выше 1400°С в пирометр вводят его дополнительный поглощающий (красный или дымчатый) светофильтр. Пирометр градуирует по абсолютно черному телу с известной температурой, т.е. устанавливают, при каком токе в эталонной лампе она излучает в области l = 660 нм как абсолютно черное тело.
Для удобства измерений полученные значения температур наносят на шкалу амперметра А. Если после этого воспользоваться пирометром для измерения температуры тела, которое можно принять за абсолютно черное, то показания прибора дадут его истинную температуру.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.