Методика эксперимента и вывод рабочей формулы

В данной лабораторной работе постоянная Стефана – Больцмана определяется экспериментально. В качестве излучающего тела служит вольфрамовая нить электрической лампочки накаливания. На рис. 2 изображена схема включения лампочки.

3 4

220В

рис. 2

Электрическая лампочка 4 включается в цепь, содержащую потенциометр 1, с помощью которого можно изменять силу тока в цепи и, следовательно, степень накала лампочки. Миллиамперметр 2 и вольтметр 3 измеряют силу тока в цепи и напряжение, приложенное к лампе.

Рабочую формулу выведем из закона Стефана – Больцмана (3). Поскольку излучающая вольфрамовая нить не является абсолютно черным телом, то она излучает меньше, чем абсолютно черное тело той же температуры. Этот факт в законе Стефана – Больцмана учитывается с помощью коэффициента черноты A, величина которого меньше единицы

(13)

Значение коэффициента черноты зависит от материала излучающего тела, состояния поверхности и температуры. Зависимость А от температуры приведена на графике на панели лабораторной установки. Этим графиком необходимо пользоваться для определения значений А при проводимых экспериментальных измерениях.

По определению энергетическая светимость R_э – это мощность, излучаемая с единицы поверхности. Если предположить, что вся подводимая к лампочке мощность тока P = I U идет на излучение, то

рис. 3

переключатель 4. В данной работе температура изменяется по первой шкале. Полученное значение температуры следует переводить в Кельвины. Для первой шкалы основания допустимая погрешность измерения температуры составляет 14^оС при температуре окружающего воздуха 20 ± 5^оС и относительной влажности 80%.