Подставляя выражение (2) в (5), имеем

(6)

Логарифмируя это выражение, получим

(7)

Построив графически найденную на опыте зависимость lgP от lgT, можно найти n как тангенс угла наклона полученного графика к оси логарифма температур.

Подставляя (3) в (6), получим

(8)

откуда следует выражение для определения постоянной Стефана–Больцмана:

(9)

Описание установки

Объектом исследования в данной работе является спираль лампы накаливания «Лиссл», включенной в электрическую цепь (рис. 1).

Рис. 1

Реостат RP1 служит для изменения тока накала лампы ЕL1 – «Лиссл». В цепь включены: амперметр РА1, вольтметр РV1, с помощью которых можно определять подводимую к лампе мощность. Температуру спирали определяют с помощью пирометра с исчезающей нитью, устройство которого показано на рис. 2.

Рис. 2

В фокусе объектива О₂ помещается эталонная лампа «Лэт» с изогнутой петлеобразной нитью накала. При помощи окуляра О₁ наблюдают за совмещенными изображениями нитей эталонной и исследуемой ламп. Сравнение яркостей этих нитей производится в узко ограниченной области спектра, для чего вводят красный светофильтр Ф₁, пропускающий излучение с длиной волны l = 0,65 мк (красный свет).

Красный светофильтр вводится вращением диска, расположенного около окуляра О₁.

Пирометр имеет две шкалы: верхнюю – для измерения температур
от 800 до 1400°C и нижнюю – для более высоких температур – от 1200 до 2000°C. При работе с нижней шкалой обязательно вводится дымчатый светофильтр Ф₂. Светофильтр считается введенным, когда совпадает белая точка на головке и цифровой индекс 20, которые находятся около объектива на корпусе прибора. При работе с верхней температурной шкалой дымчатый светофильтр Ф₂ не используется.

Реостатом RP1 изменяют накал нити эталонной лампы «Лэт» до тех пор, пока она не исчезнет на фоне светящегося изображения исследуемой нити накала. Для этого вращают диск, расположенный перед температурной шкалой пирометра.

Таким образом, добиваются одинаковой яркости нитей обеих ламп Лиссли Лэт в месте их пересечения и по шкале пирометра определяют яркостную температуру.

Яркостной температурой называется температура абсолютно черного тела, при которой его лучеиспускательная способность для определенной длины волны равна лучеиспускательной способности исследуемого тела.

Согласно законам теплового излучения истинная температура нечерного тела всегда больше его яркостной и определяется по формуле

(10)

Поправка на черноту Dt определяется по специальному графику, представленному на установке.