Для питания экспериментальной установки используется бытовая электросеть напряжением 220 В. Подсоединение установки к сети осуществляется проводом с двухполюсной вилкой. Все токоведущие части установки закрыты, что исключает их случайное касание. Вся установка заземлена.
При выполнении работы необходимо:
1) внимательно ознакомиться с заданием и оборудованием;
2) проверить заземление установки и исправность токоведущих проводов, о замеченных неисправностях немедленно сообщить преподавателю или лаборанту;
3) не загромождать рабочее место посторонними предметами;
4) не оставлять без присмотра работающую лабораторную установку;
5) по окончании работы отключить выключателем питание установки, вынуть вилку из розетки и привести в порядок рабочее место.
Выполнение работы
Внимание! После включения установки установить температуру Т1, нажав кнопку Т1. Дать установке прогреться в течение 10÷15 минут. Запрещается одновременное нажатие любых двух кнопок из Т1, Т2, Т3.
Задание 1. Построение кривых излучения серого тела.
1) Поворотом рукоятки блока фильтров по часовой стрелке установить в рабочее положение фильтр № 1.
2) Включить двигатель модулятора, нажав кнопку «МОДУЛЯТОР» (до окончания измерений не выключать!).
3) Снять показания с цифрового индикатора. Если на индикаторе высвечивается цифра 1 (после запятой цифры не светятся), то следует нажать кнопку «ДИАПАЗОН», при этом показания индикатора следует увеличить в 3 раза.
4) Последовательно меняя фильтры с номерами от 1 до 7, снять показания Uel,T и заполнить таблицу. Смену фильтров осуществлять только по часовой стрелке.
5) Повторить измерения по пункту 4) для температуры Т2, нажав кнопку Т2(при этом светодиод против кнопки Т1 должен погаснуть), а затем для температуры Т3. После перехода к новой температуре выждать 5 минут до начала проведения измерений.
6) Построить графики зависимостей URl = URl (l,T=const) для трех температур. Для построения графиков рекомендуется выбрать масштаб по оси длин волн 1 мкм=20 мм, а по оси напряжений 1 В=50 мм.
7) Нажатием кнопки «МОДУЛЯТОР» отключить двигатель от блока питания. Выключить установку нажатием кнопки «СЕТЬ».
Таблица 1
| Номер фильтра | lmax | Tэксп | 
| ||||||||
| l, мкм | 2.08 | 2.51 | 3.21 | 3.9 | 4.59 | 6.21 | 8.4 | 2÷20 | |||
| Uel,T1 | |||||||||||
| Uel,T2 | |||||||||||
| Uel,T3 |
Задание 2 Проверка закона смещения Вина.
1) Определить из графиков Uel(l) величину lmax для трех температур.
2) Вычислить по формуле (3.1) экспериментальные значения температур Т1, Т2, Т3.
3) Сравнить полученные значения с заданными величинами температур Т1=900К, Т2=740К, Т3=630К. Вычислить отклонение расчетных температур от заданных и относительную погрешность.
Задание 3 Проверка закона Стефана-Больцмана.
1) Включить установку и установить температуру Т1.
2) Вращением рукоятки блока фильтров установить фильтр № 8. В этом случае устанавливается нейтральный ослабитель, который позволяет измерять величину URT, пропорциональную энергетической светимости RT в интервале длин волн от 2 до 20 мкм.
3) Включить двигатель модулятора, нажав кнопку «МОДУЛЯТОР» и измерить значение URT для температур Т1, Т2, Т3. Данные занести в таблицу.
4) Проверить выполнение соотношения (3.2).
5) Сравнить найденные отношения со значением постоянной Стефана-Больцмана.
Контрольные вопросы
4.1 Какова природа теплового излучения?
4.2 Сформулируйте законы теплового излучения.
4.3 Что такое абсолютно черное тело и какому закону подчиняется спектральная плотность его излучения?
4.4 Что такое серое тело и в чем смысл коэффициента излучения реального тела? Опишите схему экспериментальной установки.
4.5 Для чего в данной работе модулируется световой поток?
4.6 Какими причинами может быть обусловлено расхождение теоретических и экспериментальных данных в этой работе?
Список литературы
1 Савельев И.В. Курс общей физики. Т.3.-М.: Наука, 1979.
2 Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1989.
3 Трофимова Т.И. Курс физики. -М.: Высшая школа, 1990.
Составитель КРАУЗЕ Александр Сергеевич
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ
ЗАКОНОВ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторной работе № 64
по курсу общей физики
Редактор З.Г. Кашаева
ЛБ № 020258 от 08.01.98.
Подписано к печати 05.12.2000. Формат 80 х 64 1/16.
Бумага оберточная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman
Усл. печ. л. 0,8.Усл.-кр.-отт. 0,8. Уч-изд.л. 0,7. Тираж 500 экз.
Заказ №
Уфимский государственный авиационный технический университет
Уфимская типография № 2 Министерства печати и массовой информации Республики Башкортостан
450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12
