СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ

СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПИРОМЕТРА

Цель работы: познакомиться с одним из способов определения неизменной Стефана - Больцмана.

Приборы и принадлежности: источник излучения (пластинка никеля), автотрансформатор, трансформаторы напряжения и тока, ваттметр, фотоэлектрический пирометр с усилителем и милливольтметром, указатель температуры.

Сведения из теории

Все тела при хоть какой температуре источают электрические волны. Это излучение именуется термическим.Твердые и водянистые тела дают сплошной СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ диапазон излучения (в диапазоне находятся длины волн от 0 до ¥). Но толика энергии, приходящаяся на разные участки диапазона, не схожа и находится в зависимости от температуры излучающего тела. При Т = 900 ... 1000 К большая энергия приходится на инфракрасную и красноватую части диапазона (красноватое каление). При предстоящем нагревании толика энергии, приходящаяся СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ на видимую часть диапазона, растет, и свечение становится белоснежным.

Количественной чертой рассредотачивания энергии излучения по диапазону служит величина, именуемая спектральной плотностью энергетической светимости, - rl,T.

Спектральная плотность энергетической светимости (излучательная способность тела) - это энергия, излучаемая единицей коже в секунду и приходящаяся на единичный интервал длин волн поблизости данной СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ длины волны l.

, (9.1)

где dФl,Т - поток, излучаемый с площадиds и приходящийся на интервал длин волн dl .

Общая энергия, т.е. энергия, приходящаяся на весь спектр длин волн, излучаемая единицей площади за 1 с, именуется энергетическойсветимостью тела RT

. (9.2)

В явлениях, связанных с термическим излучением тел, огромное значение имеют законы, относящиеся к так именуемым полностью СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ черным телам. Полностью черным именуется тело, которое на сто процентов поглощает падающие на него лучи (никаких лучей не отражает). В природе нет полностью темных тел, но тела, близкие к ним по своим свойствам, можно для себя представить. Для полностью темного тела, поглощательная способность равна 1 для всех длин волн (поглощательная способность тела аl СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ,T - это отношение энергии, поглощенной телом, ко всей падающей на него энергии):

.

Для реальных тел аl,T<1. Меж излучательной и поглощательной возможностями хоть какого тела имеется определенная связь, устанавливаемая законом Кирхгофа: отношение излучательной возможности тела к его поглощательной возможности не находится в зависимости от природы тела. Оно является одной и СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ той же функцией длины волны и температуры и равно излучательной возможности полностью темного тела:

, (9.3)

где rl,T- излучательная способность полностью темного тела.

Закон Кирхгофа, таким макаром, утверждает, что чем меньше поглощательная способность тела в данном интервале волн, тем меньше его излучательная способность в этом интервале при данной температуре. Одной из СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ принципиальных количественных закономерностей, касающихся излучения полностью темного тела, является закон Стефана - Больцмана: энергетическая светимость полностью темного тела прямо пропорциональна абсолютной температуре этого тела в четвертой степени:

R = s T 4, (9.4)

где s= 5,67×108 Вт/(м2 К4)- неизменная Стефана - Больцмана.

Для реальных тел энергетическая светимость тоже пропорциональна абсолютной температуре этого тела в четвертой степени СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ, но коэффициент пропорциональности тут другой:

R = К s T 4. (9.5)

Величину Кименуют степенью черноты тела. Эта безразмерная величина равна отношению энергетических светимостей данного тела и полностью темного тела при одной и той же температуре:

.

Степень чернотыК находится в зависимости от температуры тела, его материала и состояния поверхности. Значения Клежат в интервале СТЕФАНА - БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ меж 0 и 1.


stella-5-svetilo-ad-izolda-10-glava.html
stella-5-svetilo-ad-izolda-15-glava.html
stella-5-svetilo-ad-izolda-2-glava.html