Опис експериментальної установки

Принципову схему установки та будову оптичного пірометра зображено на рис. 9.1

Рис. 9.1

1 – джерело світла (лампа розжарення); 2 – об’єктив пірометра; 3 – димчастий світлофільтр; 4 – ручка введення димчастого світлофільтра; 5 – пірометрична лампа; 6 – реостат; 7 – окуляр; 8 – червоний світлофільтр (λ₀ = 0,66 мкм); 9 – барабан реостата. Джерело світла та пірометр установлено на оптичній лаві. Об’єктив 2 пірометра дає зображення об’єкта (спіраль лампи, що досліджується) у місці розташування нитки розжарення пірометричної лампи 5. Яскравість лампи 5 регулюється зміною струму розжарення за допомогою реостата 6 шляхом обертання барабана 9, що пов’язаний з повзунком реостата.

Яскравість пірометричної лампи змінюють доти, доки вона не зрівняється з яскравістю зображення спіралі лампи, що досліджується, і записують покази шкали пірометра, що проградуйована у градусах Цельсія.

Димчастий світлофільтр призначений для послаблення яскравості тіла, що досліджується, у випадках, коли його температура перевищує 1400 °С (щоб уникнути перегріву пірометричної лампи). Шкала 700 - 1400 °С відповідає роботі без димчастого світлофільтра, а 1200 – 2000 °С з уведеним світлофільтром.

Яскравість зображення спіралі, що створюється лінзою, дорівнює яскравості самої спіралі.

Порядок виконання роботи

Відповідно до інструкції, що знаходяться на робочому місці, увімкнути установку та підготувати до роботи пірометр. Увести червоний світлофільтр (λ₀ = 0,66 мкм). Регулюючи розжарення лампи, що досліджується, зміною струму та напруги, виміряти яскравісну температуру спіралі досліджуваної лампи (t_λ⁰, °С) для 7 – 10 значень потужності W, що підводиться. Значення Т_λ = (t_λ + 273), а також І та U занести до таблиці 9.1. при досягненні температури 1400 °С ввести димчастий світлофільтр, і далі для визначення температури користуватись нижньою шкалою. На межі 1200 – 1400 °С для перевірки провести вимірювання температури у двох-трьох точках за обома шкалами.

За формулою (9.8) визначити термодинамічну температуру спіралі Т, використовуючи вміщений на робочому місці графік ΔТ = f(Т_λ) для вольфраму, розрахований за формулою (9.9). Значення Т занести до таблиці 9.1.

За даними таблиці на робочому місці побудувати на міліметровому папері графік залежностей (Т) і за ним знайти значення для температур Т, що занесені до таблиці 9.1.

Обробка результатів вимірювань

1. Підрахувати й занести до таблиці 9.1 значення потужності W.

2. Розрахувати величини і , занести до таблиці 9.1.

3. Використовуючи дані таблиці 9.1 і задане значення S підрахувати за формулою (9.6) сталу Стефана-Больцмана для кожної з температур. Визначити середнє значення і вибірковий стандарт середнього S .

4. На аркуші міліметрового паперу побудувати графік залежності

, за ним визначити n: .

5. Занести результати п.3 та п.4 до таблиці 9.2.

Таблиця 9.1

п/п	I, А	U, В	W, Вт	Тλ, К	Т, К		, 10-8 ВТ/(м2·К4)
1
2
3
4
5
6
7
8

Таблиця 9.2

	S	n