![]() ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Теоретическое введение. Цель работы: 1. Изучить законы теплового излучения.Лабораторная работа № 48
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА
Цель работы: 1. Изучить законы теплового излучения. 2. Освоить метод оптической пирометрии. 3. Экспериментально проверить закон Стефана - Больцмана и оценить постоянную Стефана - Больцмана.
Теоретическое введение
Электромагнитное излучение, испускаемое телами за счет их внутренней (тепловой) энергии, называется тепловым излучением. Полная энергия излучения с единицы поверхности за единицу времени на всех длинах волн, то есть полная мощность излучения с единицы поверхности называется энергетической светимостью Спектральный состав излучения характеризуется спектральной плотностью энергетической светимости (испускательной способностью) где Энергетическая светимость и испускательная способность связаны между собой следующим соотношением:
Поглощательная способность тела
Величины По закону Кирхгофа для любой абсолютной температуры и длины волны отношение испускательной и поглощательной способности одинаково для всех тел и равно испускательной способности АЧТ:
Вид зависимости
где Графики зависимости испускательной способности АЧТ
Рисунок 1 - Зависимость испускательной способности АЧТ от длины волны при различной абсолютной температуре: 1 – T =750 К; 2 – T =1500 К; 3 – T =6000 К.
По тепловому излучению тела из известного материала можно определить его температуру (метод оптической пирометрии). Для этого сравнивают яркость его излучения на какой-либо длине волны
С помощью уравнения (4) найдем связь величин
Следовательно, уравнение (4) может быть записано в виде:
При
Подставим выражение (7) и аналогичное выражение для
При выводе последней формулы предполагалось, что поглощательная способность серого тела слабо зависит от его температуры, что позволяет в формуле (8) писать Из формулы Планка (3) можно вывести основные законы теплового излучения, первоначально открытые экспериментально. Интегрируя правую и левую часть равенства (5) по всем значениям длин волн от
где Для АЧТ
то есть энергетическая светимость АЧТ прямо пропорциональна его абсолютной температуре в четвертой степени. Для серого тела из (9) следует соотношение
которое и проверяется экспериментально в данной работе. Найдем длину волны
где Формула (12) выражает закон смещения Вина: длина волны, которой соответствует максимум испускательной способности АЧТ, обратно пропорциональна его абсолютной температуре.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|