Методические указания Форма ф со пгу
жүктеу/скачать 0,94 Mb.
|
| Стефан – Больцман заңы
Абсолют қара дененің сәулеленуі оның абсолют температурасының төртінші дәрежесіне пропорционал (69.5) мұндағы - Стефан-Больцман тұрақтысы Вин заңы Абсолют қара дененің сәулеленуінің спектралды тығыздығының максимумы сәйкес келетін жарық толқынының ұзындығы абсолют температуратураға кері пропорционал (69.6) мұндағы b= - Вин тұрақтысы. Сәулелену заңдарының көмегімен температураны өлшеу әдістері, яғни қыздырылған денелердің абсолют температураларын олармен тікелей байланыс жасамай оптикалық жолмен анықтау, оптикалық пирометрияның негізінде жатыр. Қазіргі уақытта осы әдістер жоғары температураларды (2000К-нен жоғары) анықтаудың жалғыз жолы болып табылады. Әдістің негізінде сәулеленудің қандай заңы жатқанына байланысты, үш температура қарастырылады: радиациялық, жарықты, жарықтылық. Осы температуралар шынайы температурамен белгілі бір қатынаста болады. Сәйкес келетін пирометрлер радиациялық, жарықты және жарықтылықты деп аталады. Стефан-Больцман тұрақтысын Стефан-Больцман заңынан анықтауға болады, егер дененің температурасын және сәулелендіргіштігін білетін болсақ. Тәжірибелі сынаққа арналған қондырғының схемасы O - объектив; Л – фотометрлік шам; O1 - окуляр; GB - батарея; R1 – пирометр реостаты; R2 – тізбек реостаты; S1 – сәулелену көзі 69.2 сурет Сәулелендіргіш дене ретінде арнайы формалы вольфрамды спираль алынады, ол вакуумды шыны баллонға орналастырылады. Спираль айнымалы токпен қыздырылады және оның шамасы реостатпен R2 реттеледі. Тұтынылатын қуат РЭ амперметр рА және вольтметр рV көрсеткіштерімен анықталады РЭ=IU (69.7) мұндағы I – ток күші, U – кернеу. Стационар режим кезінде сәулелендіргішпен шашыратылатын қуат Рр, тұтынылатын қуатқа тең болуы шарт. Электрлік қуаттан РЭ басқа спираль қоршаған денелермен шығарылатын бөлмелік температураға Тср ие болатын қуатпен сәулеленуді Рср жұтады Рср= Т S (69.8) мұндағы S - сәулелендіргіш бетінің ауданы. Қуат Рр көбінесе жылулық сәулеленудің нәтижесінде шашырайды: Рр= Т4 S мұндағы Т - сәулелендіргіштің температурасы. Онда былай жазуға болады: Рр=Рэ+Рср немесе Т4S=IU+ T S, осыдан IU= (T4-T4ср)S (69.9) Спираль қызуының температурасын өлшеу үшін берілген жұмыста «жоғалып кететін» ОПИИР-17 жібі бар оптикалық пирометр қолданылады, онда зерттелетін дене мен эталонның жарықтылығын фотометрялық салыстыру әдісі пайдаланылады. Пирометрдің 0 объектив фокусында (сурет 69.2) жартылай шеңбер түрінде иілген Л жібі бар шам орналасқан. Зерттелетін беттен шығатын сәулелену объективке түседі және оның фокальды жазықтығында шамның Л қызу жібімен үйлескен осы беттің бейнесі пайда болады. О окулярда үлкейтілген бейне көрінеді. Окуляр тубусында жарық фильтрі Ф орналасқан, ол тек толқын ұзындығы 0,65мкм шамасындағы қызыл сәулелерді өткізеді. Л шам жібінің жарықтылығы R1 сақиналы реостатпен реттеледі. Қызу жібінің жарықтылығы мен сәулелендіргіштің бейнесі сәйкес келген кезде жіп «жоғалып кетеді», яғни бейненің фонында көрінбей кетеді. Жіптің «жоғалып кетуі» кезінде электроөлшеуіш құралдың шкаласында есеп жүргізіледі және ол абсолют қара дененің сәулеленуі бойынша Цельсии градусында бөліктенген. Құралда екі шкала бар: біреуі 700-14000С интервалындағы, екіншісі 1200-20000С интервалындағы температуралар үшін. Егер жарық көзі абсолют қара денеден ерекшеленсе, онда анықталған жарықтылық температурасы шынайы температурадан ерекшеленеді, яғни құрал =0,65мкм үшін абсолют қара дененің жарықтылығы Тн шынайы температурада зерттелетін дененің жарықтылығына тең болатын Тя температураның мәнін береді. Тн шынайы және Тя жарықтылық температураларының байланысын былай көрсетуге болады Тн= (69.10) мұндағы = - берілген материалға (Вольфрам) сәйкес келетін тұрақты. жүктеу/скачать 0,94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|