Зертханалық жұмыс №102

Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті

Кафедра: Физика кафедрасы

Зертханалық жұмыс №102

Тақырыбы: Стефан-Болцман тұрақтысын анықтау

Студент:Куандык.Н, Итжанов. Е,

Кайырбек.П

Қабылдаған: Турдыбеков Дастан Мухтарович

2021

J₂=P+J₁;

1. 
   Фотоэлектрлік термометрдің қақпағы ашылып ЛАТР-дың тұтқасы “0” көөрсеткішке қойылады.
   
2. 
   Аспапты тумблер арқылы ток көзіне қосамыз, бұдан кейін сигнал шамы жанады.
   
3. 
   ЛАТР-дың тұтқасын асықпай айналдырып приборға 110 Вольттан бастап 10 вольт сайын, 200 вольтқа /мыс:110,120,130,.../ әртүрлі кернеу береміз және сол кернеулерге сәйкес токты және температураны жазып аламыз.
   
4. 
   Жазып алынған шамалар бойынша және өрнекті пайдаланып 1-кестені толтырамыз.
   
5. 
   Больцман тұрақтысының σ сенім интервалын Δσ анықтаймыз:
   

1. Жылулық сәуле шығару дегеніміз заттың ішкі энергиясы (атомдар мен молекулалардың жылулық қозғалысының энергиясы) өзгергенде

Константы

𝑎𝑇=0,45 Вольфрамның жүту қабілеттілігі

S=2,2·10-4м2 Сүр дененің ауданы

Т2=293К Қоршаған ортаның температурасы

шығарылатын электромагниттік сәуле шығару. Жылулық сәуле шығару – затпен термодинамикалық тепе теңдікте бола алатын жалғыз сәуле шығару.

2. Абсолют дененің сәуле шығарғыштық қабілеті температура жоғарылаған сайын күшейе түседі. Температура жоғарылағанда дене қатты қызып, оның түсі қызғылт болады. Температураны одан ары жоғарылатқанда бірте-бірте ақ түске айналады. Температура өскенде сәуле шығару қабілетінің максимумы жоғары жиіліктер аймағына қарай ығысады.

3. Абсолют қара дене — өзіне түскен сәуле ағынын оның спектрлік құрамы мен температурасына қарамай толық жұтатын дене. Абсолют қара дененің сәуле жұтқыштық коэффициенті 1-ге тең. Ал сәуле шығарғыштық қабілеті, оның температурасы мен толқын жиілігіне байланысты анықталады. Табиғатта өзіне түскен сәуле ағынын түгелдей жұтатын (спектрлік құрамына қарамай) дене кездеспейді. Өзінің оптикалық қасиеті жағынан Абсолют қара денеге тым жақындайтындар қара күйе, қара барқыт және қарайтылған платина болып есептеледі. Олар жарық ағынының көрінетін бөлігін түгелдей дерлік ( 99 %) сіңіріп алады. Физикада Абсолют Қара Дененің моделі ретінде сыртқы беті сәуле ағынын өткізбейтін, ал ішкі беті өзіне түскен сәуленің біраз бөлігін сіңіріп алатын кішікене тесігі бар қуыс дене алынады. Мұндай қуыс денеге енген сәуле оның ішкі жағына сан рет шағылып, сыртқа шықпай түгелдей дерлік қалып қояды. Абсолют қара дене ғылым мен техникада жарық эталоны ретінде қолданылады.

4. Жылулық сәуле шығару дегеніміз заттың ішкі энергиясы (атомдар мен молекулалардың жылулық қозғалысының энергиясы) өзгергенде шығарылатын электромагниттік сәуле шығару.Температурасы абсолюттік нөлден жоғары кез келген агрегаттық күйдегі барлық денелер жылулық сәуле шығарады. Жылулық сәуле шығару интенсивтілігі мен оның спетрлік құрамы сәуле шығаратын дененің оптикалық қасиеттерімен температурасына тәуелді.

Қалыпты температурада барлық денелер көрінбейтін инфрақызыл толқындар шығарады, ал жоғары температурада (1000Кшамасында) жарқырай бастайды (қызыл жарқырау). 2000 К-нен жоғары температурада сары және ақшыл жарық шығарады. Жылулық сәуле шығару үшін жарық сәулелерінің таралу, шағылу, сыну заңдары орындалады.

Жылулық сәуле шығару – зат пен термодинамикалық тепе теңдікте бола алатын жалғыз сәуле шығару. 5. Пирометр (гр. pyr — от және гр. metre - өлшеймін) - температураны тікелей жанастырмау жолымен өлшеуге арналған аспап. Пирометрдің жұмыс істеу принципі қызған денелердің жылулық нұрын өлшеуге негізделген. Кең таралған пирометрдің түрі оптикалық. Ондай пирометр оптикалық жүйеден (объективтен, окулярдан, диафрагмадан және монохроматты жарықтық сүзгіден), сәуле сіңіретін әйнектен, пирометрлік шамнан және электрөлшеуіш аспаптан тұрады. Монохроматты жарықсүзгі (қызыл) белгілі бір түстегі сәуледегі томның қылын қызған дене көріністің фонында көруге мүмкіндік береді. Оптикалық пирометрдің өлшеу шегі 800 ... 6000° С

6. Стефан - Больцман және Винн заңдары 1879 жылы австриялық физик И. Стефан тәжірибелердің нәтижелерін зерделей отырып, ал 1884жылы А. Больцман теориялық зерттеуге термодинамикалық тәсілді қолдана отырып, мынаны тағайындады: абсолют қара дененің интегралдың энергетикалық жарқырауы абсолют температураның төртінші дәрежесіне тура пропорционал:

Бұл — Стефан-Больцман заңы. Мұнда 𝜎 = 5,67 • 10−8Вт/м2К4 - Стефан-Больцман тұрақтысы деп аталады. өрнегінен абсолют қара дененің интегралдық энергетикалық жарқырауы тек температураға тәуелді екеінін көреміз. Бірақ, бұл заң абсолют қара дененің сәулеленуінің спектрлік құрамы туралы ештеңе айтпайды. Сондықтан алдымен тәжірибе жүзінде арнайы зерттеулер жүргізілді.