МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
«ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
Вивчення законів теплового випромінювання чорного тіла та перевірка закону Стефана-Больцмана та інваріантності відношення для світіння вольфраму
Інструкція до лабораторної роботи № 4/41
для студентів І-ІІ курсів,
котрі вивчають курс «Загальна фізика»
Затверджено
на засіданні кафедри фізики.
Протокол
Львів-2008
УДК 53 (076.5)
Л125
ББК 22.3я73
Усі права автора застережені у відповідності до чинного законодавства. Передрук частинами та повністю і без згоди на то автора заборонений.
Вивчення законів теплового випромінювання чорного тіла та перевірка закону Стефана-Больцмана для світіння вольфраму. Інструкція до лабораторної роботи №4/41ля студентів І-ІІ курсів, котрі вивчають курс «Загальна фізика» / Укладач: П.С.Кособуцький.–Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”,2008.– с.
Укладач Кособуцький П.С., д-р фіз.–мат.наук, проф.
Відповідальний за випуск Кособуцький П.С.,
д-р фіз.–мат.наук, проф.
Рецензенти Ільчук Г.А., д-р фіз.–мат.наук, проф.
Скульський М.Ю., д-р фіз.–мат.наук, проф.
Чигінь В.І., д-р фіз.–мат.наук, проф.
Лабораторна робота №4/41 розроблена взамін лабораторним роботам №4 “Визначення сталої Стефана-Больцмана” та №41 “Вивчення випромінювальної здатності вольфраму“, що описані в навчальному посібнику Рудка М.М., Лопатинський І.Є., Юр’єв С.О., Зачек І.Р., Лосик М.І., Габа В.М. Лабораторний практикум з фізики. Частина ІІІ. Оптика та атомна фізика. Львів. Видавництво НУ”ЛП”,2006 р., хід виконання яких фізично некоректний. Відповідне обгрунтування подане в методичній розробці” Теплове випромінювання нагрітих тіл . Теоретичні відомості, фізичний практикум розв’язування задач, лабораторної роботи та тестів ”.
Мета роботи: Вивчити закономіність теплового випромінювання чорного тіла та експериментально перевірити закон Стефана-Больцмана для світіння вольфрамової спіралі
Прилади та знаряддя: ПК, пірометр, лампа розжарення
1.Короткі теоретичні відомості*)
Носіями теплового випромінювання є електромагнітні хвилі з довжиною від долей мікрона до сотні метрів. Історічно, електромагнітні хвилі поділили на такі види:
Довжина хвилі,
Тип випромінювання
Космічне
промені
Х-промені
Ультрафіолетове
Видиме
Теплове (інфрачервоне)
Радіохвилі
--------
*)На веб-сторінці WWW:kosobutskyy.ho.com.ua розміщений електронний курс загальної фізики
В принципі, ніякої відмінності між цими випромінюваннями нема, за вийнятком того, що чим менша довжина хвилі, тим чіткіше проявляються його квантові властивості.
1.1. Основні характеристики теплового
випромінювання
Кожне тіло, температура якого відмінна від нуля , випромінює електромагнітні хвилі, яке називається тепловим або температурним. Теплове випромінювання є наслідком хаотичного теплового руху атомів та молекул, що призводить до флуктуації зарядів, і виникаає за рахунок зміни їх енергії, тому залежить від температури. Таке середовище здатне також поглинати енергію.
Теплове випромінювання – це випромінювання нагрітими тілами електромагнітних хвиль за рахунок зміни їхньої внутрішньої енергії.
Випромінюючи, тіло охолоджується. Щоб його температура залишалась незмінною, треба поповнювати енергію тіла. Якщо її втрата компенсується поглинанням тілом
енергії, то таке випромінювання називається рівноважним. Це єдиний рівноважного випромінювання і лише йому можна приписати температуру, що дорівнює температурі тіла.
Інтенсивність та спектральний склад рівноважного випромінювання визначаються температурою тіла, хімічним складом та його агрегатним станом. Теплове випромінювання має неперервний
спектр, тому за ним не можна визначити хімічний склад тіла. Це можна зробити з аналізу довжин хвиль лінійчатого спектру.
а. Об’ємна густина енергії та випомінювальна і поглинальна здатності нагрітого тіла
1. Об’ємна густина енергії – це енергія випромінювання, яким наповнений одиничний об’єм...
