Міністерство освіти і науки України
Національний університет « Львівська політехніка»
Кафедра фізики
ЗВІТ
Про виконання лабораторної роботи №41:
«ВИВЧЕННЯ ВИПРОМІНЮВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ВОЛЬФРАМУ»
Мета роботи
Експериментально визначити випромінювальну здатність вольфраму
Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати фізичну суть і закони теплового випромінювання(§3.1, §3.2), квантову гіпотезу і формулу Планка (§3.3)
Прилади і матеріали
Оптичний пірометр із зникаючою ниткою, електрична лампочка розжарення, регулятор напруги, ватметр, блок живлення пірометра (акумуляторна батарея)
Теоретичні відомості та опис установки
Абсолютно чорні тіла є ідеалізацією реальних тіл. Теплове випромінювання реальних тіл визначається хімічною будовою тіла і станом його поверхні.
Використання властивостей теплового випромінювання тіл покладено в основу безконтактних методів вимірювання їх температури. Один з них – метод яскравісної пірометрії. Яскравісною температурою тіла Тя у випромінюванні з довжиною хвилі ( називається така температура абсолютно чорного тіла, при якій яскравість обох тіл у світлі однієї і тієї ж довжини хвилі рівні між собою. Дійсна температура пов’язана з яскравісною температурою Тя співвідношенням:
, (3)
де ; =0,45– для вольфраму в області температур 1000–1500 0С, (ln0,45=-0,8); – середня довжина хвилі спектральної ділянки, яку пропускає світлофільтр пірометра.
Оскільки закон Стефана - Больцмана неможливо застосовувати для реального тіла, то інтегральну випромінюючу здатність такого тіла можна визначити із формули:
, (2)
де С, n – величини, які залежать від температури тіла; – дійсна температура тіла.
Якщо реальним тілом є вольфрамова нитка лампи розжарення, то при високій температурі потужність Р, яка підводиться до нитки, майже повністю витрачається на випромінювання. Тоді . Логарифмуючи вираз (2) отримаємо:
lnP = lnС + n lnTд. (3)
Побудувавши залежність lnP від lnTд, можна знайти n як тангенс кута нахилу прямої Tд до осі абсцис і сталу . Підставивши значення , і в (2) отримаємо значення інтегральної випромінюючої здатності RT вольфраму.
Результати вимірів та обчислень
№ п/п
t
0С
Тя ,
Тд ,
К
ln Тд
P ,
Вт
ln P
n
C
R
1
1100
1373
1445
7.27
77
4.34
0.087
4141
41
76.87
2
1000
1273
1334
7.19
35
3.55
76.36
3
1050
1323
1389
7.23
50
3.9
76.62
4
1080
1353
1423
7.26
66
4.18
76.77
Побудувати залежність від
/
Обчислення
В=1,43*10^-2А=0,45
=6,5*10^-7
=(1,43*10^-2*1373)/( 6,5*10^-7*1373*ln0.45+1,43*10^-2)=1445
(1,43*10^-2*1273)/( 6,5*10^-7*1273*ln0.45+1,43*10^-2)=1334
(1,43*10^-2*1323)/( 6,5*10^-7*1323*ln0.45+1,43*10^-2)=1389
(1,43*10^-2*1353)/( 6,5*10^-7*1353*ln0.45+1,43*10^-2)=1423
tg50 =0.087
n=0.0087
lnP=lnC+nlnT
4.34=lnC+0.0087*7.27lnC=3.71
C=41
=41*1373^0.087=76.87
=41*1273^0.087=76.36
=41*1323^0.087=76.62
=41*1353^0.087=76.77
Висновок: на даній лабораторній роботі я експериментально визначив випромінювальну здатність вольфраму