![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Краткие теоретические сведения. Цель работы: измерение температуры нити накала лампы оптическим пирометром с исчезающей нитью.Стр 1 из 3Следующая ⇒ ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НИТИ НАКАЛА ЛАМПЫ ОПТИЧЕСКИМ ПИРОМЕТРОМ
Цель работы: измерение температуры нити накала лампы оптическим пирометром с исчезающей нитью. Оборудование: оптический пирометр, ЛАТР, амперметр, вольтметр, лампа накаливания.
Краткие теоретические сведения
Все тела излучают энергию в виде электромагнитных волн различной длины. Существуют различные виды излучения. Излучение, являющееся следствием теплового хаотического движения атомов и молекул тела, называется тепловым. Опыт показывает, что единственным видом излучения, которое может находиться в равновесии с излучающими телами, является тепловое. Все остальные виды излучения (хемилюминесценция, фотолюминесценция и др.) оказываются неравновесными. Тепловое излучение тел характеризуется интегральной и спектральной испускательными способностями (RТ и rn,Т соответственно). Интегральная испускательная способность RТ – это мощность, излучаемая единицей площади поверхности тела по всем направлениям во всем интервале частот n от 0 до ¥. Она является функцией температуры тела. Спектральная испускательная способность rn,Т определяется как мощность, испускаемая единицей площади поверхности тела по всем направлениям в единичном интервале частот:
Величины RТ и rn,Т связаны между собой соотношением
Кроме того, любое тело характеризуется поглощательной способностью аn,Т , показывающей, какая доля энергии, электромагнитных волн с частотами от ν до n+dn, падающих на поверхность тела, поглощается им. Связь между испускательной и поглощательной способностями всех тел отражена в законе Кирхгофа:
согласно которому отношение испускательной способности тела к его поглощательной способности не зависит от свойств излучающего тела и является универсальной функцией частоты и температуры При известной испускательной способности АЧТ, используя закон Кирхгофа, можно вычислить распределение энергии в спектре излучения любого тела по известной его поглощательной способности. Известно, что фотоны подчиняются статистике Бозе–Эйнштейна. Согласно этой статистике, в квантовой системе, характеризующейся температурой Т, среднее число фотонов, имеющих энергию e, равно
где K – постоянная Больцмана, K = 1,38*10-23 Дж/К. Плотность состояний фотонов D(n), (т. е. число фотонов в единице объема с частотами от n до n +Dn в единичном интервале частот) равно
где C – скорость света в вакууме. Если умножить энергию одного фотона e на число состояний D(n) и на среднее число фотонов <N(e)> в каждом состоянии, то получим спектральную, объемную плотность энергии теплового равновесного излучения U(n,Т):
Спектральная испускательная способность АЧТ и спектральная плотность равновесного теплового излучения связаны между собой:
Используя гипотезу Планка о квантовом характере излучения и формулу Планка
где h – постоянная Планка, h = 6,63
которая блестяще подтвердилась на практике и явилась предвестницей появления и развития квантовой физики.
|