Формула (10) набуде такого вигляду

(11)

де

а – табличний інтеграл.

Закон зміщення Віна зручніше доводиться, якщо записати формулу Планка в такому вигляді:

. (12)

Для знаходження λ_m потрібно знайти похідну і прирівняти її до нуля.

Максимум спектральної густини енергетичної світності знайдемо в результаті підстановки знайденого значення λ_m у формулу (11).

У даній роботі потрібно визначити сталу Стефана-Больцмана шляхом реєстрації випромінювання вольфрамової нитки лампи розжарювання.

Потужність, яка підводиться до випромінювальної поверхні площею S дорівнює:

(13)

де I – сила струму;

U ­– напруга на нитці розжарення;

S – поверхня випромінювання.

Зіставляючи формули (7) і (13), одержуємо:

(14)

Для вольфраму в інтервалі температур 800 - 1400°С а(v, T) = 0,8.

Радіаційну температуру розжареної вольфрамової нитки в даній роботі визначають за допомогою термоелектричного пірометра. Істинну температуру розжареної вольфрамової нитки визначають за допомогою графіка, який розміщений на установці.

Порядок виконання роботи

1. Ввімкнути автотрансформатор в електричну мережу.

2. Ввімкнути в електричну мережу термоелектричний пірометр.

3. Виміряти силу струму, що протікає в нитці розжарення лампи.

4. Виміряти напругу, прикладену до нитки розжарення.

5. Виміряти радіаційну температуру нитки розжарення за допомогою термоелектричного пірометра.

6. За допомогою графіка визначити істинну температуру.

7. Повторити вимірювання п.п. 3...5 ще при двох значеннях напруги.

8. Всі дані вимірювань занести в таблицю.

Обробка результатів експерименту

1. За формулою (14) обчислити значення сталої Стефана-Больцмана.

2. Обчислити похибки вимірювань.

3. Результати обчислень величини σ і похибок занести в таблицю.

4. Зіставити знайдене значення σ з табличним її значенням і зробити відповідні висновки.

Контрольні запитання для допуску до виконання лабораторної роботи

1. Мета роботи

2. Яке випромінювання називається тепловим?

3. Що таке інтегральна випромінювальна здатність тіла або енергетична світність тіла?

4. Запишіть та дайте пояснення спектральній густині енергетичної світності тіла.

5. Що таке спектральна поглинальна здатність тіла?

6. Що таке спектральна випромінювальна здатність будь-якого тіла?

7. Запишіть та поясніть закон Кірхгофа.

8. Запишіть та поясніть формулу Планка.

9. Запишіть та поясніть закон Стефана Больцмана.

10. Запишіть та поясніть закон Віна.

11. Як залежить максимальна спектральна густина енергетичної світності абсолютно чорного тіла від термодинамічної температури?

12. Виведіть закон Стефана-Больцмана.

13. Як можна вивести закон Віна?

Контрольні запитання для захисту лабораторної роботи

1. Чому в лабораторній роботі з визначення сталої Стефана-Больцмана використовується коефіцієнт сірості ?

2. Як практично в лабораторній роботі визначалась радіаційна температура нагрітого тіла?

3. Як практично в лабораторній роботі була визначена істинна температура нагрітого тіла?

4. Запишіть формулу для визначення сталої Стефана-Больцмана та дійте її пояснення.

5. Як були розраховані абсолютна та відносна похибки вимірювання сталої Стефана-Больцмана?

6. Які ще види випромінювання існують в природі?

7. Яке з відомих вам випромінювань є рівноважним?

Лабораторна робота № 5.10