Реферат тақырыбы: Абсолюттік қара дене фек-302 Мусабаева Еңлік 2022
жүктеу/скачать 278,16 Kb.
|
АБСОЛЮТ ДЕНЕ
- Бұл бет үшін навигация:
- 4. Стефан-Больцман Заңы
| 3. Кирхгоф Заңы.
Кез-келген дененің эмиссиялық және сіңіру қасиеттері арасында байланыс болуы керек. Шынында да, тепе-теңдік жылу сәулеленуімен тәжірибе (сурет. 1.1) жүйедегі тепе-теңдік әр дене уақыт бірлігінде қанша энергия сіңірсе, сонша энергия шығарса ғана орнатылуы мүмкін. Бұл дегеніміз, кез-келген жиіліктегі сәулеленуді сіңіретін денелер бұл сәулеленуді күшейтеді және шығарады. Сондықтан, осы егжей-тегжейлі тепе-теңдік принципіне сәйкес, шығару және сіңіру қабілеттерінің қатынасы табиғаттағы барлық денелер үшін, соның ішінде мүлдем қара дене үшін бірдей және берілген температурада жиіліктің (толқын ұзындығының) бірдей әмбебап функциясы болып табылады. 1859 жылы Кирхгоф радиациялық тепе-теңдік жүйелерінің термодинамикалық заңдылықтарын қарастырған кезде орнатқан бұл жылу сәулелену Заңын қатынас ретінде жазуға болады (1.5) немесе (1.6) мұндағы индекстер 1, 2, 3... әр түрлі нақты денелерге сәйкес келеді. Кирхгоф заңынан әмбебап функциялар сәйкесінше жиілік немесе толқын ұзындығы шкаласы бойынша спектрлік шығарғыштар мен мүлдем қара денелер бар екендігі шығады. Сондықтан олардың арасындағы байланыс формуламен анықталады . Абсолютті қара дененің сәулеленуі жылу сәулелену теориясында әмбебап сипатқа ие. Нақты Дене кез-келген температурада әрдайым қара денеге қарағанда аз энергия шығарады. Абсолютті қара дененің шығарылу қабілетін (Кирхгофтың әмбебап функциясы) және нақты дененің сіңіру қабілетін біле отырып, Кирхгоф Заңынан осы дененің кез-келген жиілік немесе толқын ұзындығында шығаратын энергиясын анықтауға болады. Демек, дене шығаратын бұл энергия қара дененің шығарылу қабілеті мен нақты дененің сіңіру қабілеті арасындағы айырмашылық ретінде анықталады. 4. Стефан-Больцман Заңы Стефан-Больцман Заңы. Эксперименттік (1879 ж.Стефан) және теориялық (1884 ж.Л. Больцман) зерттеулер абсолютті қара дененің жылу сәулеленуінің маңызды Заңын дәлелдеді. Бұл заң абсолютті қара дененің энергетикалық жарықтығы оның абсолютті температурасының төртінші дәрежесіне пропорционалды, яғни (1.7) Бұл заң астрономияда жұлдыздың жарықтығын оның температурасынан анықтауда жиі қолданылады. Ол үшін сәулелену тығыздығынан бақыланатын шамаға-ағынға өту керек. Спектрлік интегралды сәулелену ағынының формуласы үшінші тарауда шығарылады. Қазіргі өлшемдер бойынша Стефан-Больцман тұрақтысы Вт / (м2 (К4). Нақты денелер үшін Стефан-Больцман заңы тек сапалы түрде орындалады, яғни температураның жоғарылауымен барлық денелердің энергетикалық жарықтығы артады. Алайда, нақты денелер үшін энергетикалық жарықтылықтың температураға тәуелділігі енді қарапайым қатынаспен сипатталмайды (1.7), бірақ формасы бар (1.8) В коэффициенті (1.8), әрқашан бірліктен кіші, дененің интегралды сіңіру қабілеті деп атауға болады. Жалпы температураға тәуелді мәндер көптеген техникалық маңызды материалдар үшін белгілі. Сонымен, металдар үшін жеткілікті кең температура диапазонында, ал көмір мен металл оксидтері үшін . Нақты қара емес денелер үшін тиімді радиациялық температура ұғымын енгізуге болады , ол нақты денемен бірдей энергетикалық жарықтығы бар абсолютті қара дененің температурасы ретінде анықталады. Дененің радиациялық температурасы әрқашан дененің нақты температурасынан төмен болады . Шынында да, нақты дене үшін . Осы жерден біз нақты денелерден не табамыз, яғни . Қатты қыздырылған ыстық денелердің радиациялық температурасын радиациялық пирометрдің көмегімен анықтауға болады (сурет. 1.5), онда кескін жеткілікті қашықтағы қыздырылған көзден тұрады және объективтің көмегімен қабылдағышқа проекцияланады N, сондықтан Эмитенттің бейнесі қабылдағышты толығымен жабады. Қабылдағышқа түскен сәулелену энергиясын бағалау үшін әдетте металл немесе жартылай өткізгіш болометрлер немесе термоэлементтер қолданылады. Болометрлердің әрекеті түсетін сәулелену ағынының сіңуінен туындаған температураның өзгеруімен металдың немесе жартылай өткізгіштің электрлік кедергісінің өзгеруіне негізделген. Термоэлементтердің сіңіру бетінің температурасының өзгеруі оларда Термо-ЭҚК пайда болуына әкеледі. Болометрге немесе термоэлементке қосылған құрылғының көрсеткіші пирометр қабылдағышына түскен сәулелену энергиясына пропорционалды болып шығады. Әр түрлі температурада абсолютті қара дененің эталонын сәулелендіру үшін пирометрді алдын-ала проградтау арқылы сіз әртүрлі қыздырылған денелердің радиациялық температурасын аспап шкаласы бойынша өлшей аласыз. Эмитент материалының интегралды сіңіру қабілетін біле отырып, Эмитенттің өлшенген радиациялық температурасын оның нақты температурасына формула бойынша аударуға болады. Атап айтқанда, егер радиациялық пирометр температураны көрсетсе дейін вольфрам эмитентінің ( ) ыстық бетін байқаған кезде оның шынайы температурасы дейін. Осы жерден кез-келген дененің жарықтығын оның температурасынан анықтауға болады деген қорытынды жасауға болады. жүктеу/скачать 278,16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|