Описание установки и ход эксперимента

Установка схематически изображена на рис. 2. Цифрами на схеме обозначены:

1. источник излучения АЧТ (лампа накаливания)

2. блок питания лампы

3. фокусирующая линза

4. монохроматор УМ-2

5. отсчетный барабан монохроматора УМ-2

6. приемник излучения

7. регистрирующий прибор

Излучение от лампы накаливания 1 падает на входную щель монохроматора УМ-2 и разлагается им в спектр. Вращением отсчетного барабана 5 спектр от лампы накаливания сканируется и регистрируется приемником излучения 6, напряжение с которого подается на вольтметр 7.

Задание 1. Снятие спектральной кривой излучения АЧТ

· Включить источник питания лампы накаливания и выставить ток накала 8,5 А.

· Включить регистрирующий прибор и дать ему прогреться в течение 5 минут.

Выставить отсчетный барабан монохроматора в одно из крайних положений.

· Поворачивая отсчетный барабан, снимать показания приемника излучения через каждые 100 делений. Т.к. приемник обладает большой инерционностью, снимать показания через 15 - 20 секунд после выставления деления на отсчетном барабане. Результаты заносить в Таблицу 1.

· При прохождении максимального значения в показаниях приемника излучения снять дополнительные отсчеты через 100 делений.

· Используя градуировочную кривую монохроматора перевести деления барабана в длины волн.

Таблица 1

Деления барабана
Длина волны (А)
Показания приемника излучения (Вт)

· По данным таблицы 1 постройте график зависимости показаний приемника излучения W от длины волны l.

· По максимуму графика определите температуру АЧТ.

Задание 2. Проверка закона смещения Вина.

· Для заданного значения тока накала I, которое было установлено в задании 1, выставить отсчетный барабан на максимум испускательной способности АЧТ.

· Изменив значение тока накала лампы, измерить с помощью отсчетного барабана положение максимума испускательной способности АЧТ. Учтите, что смещение максимума происходит на небольшую величину. Результаты измерений занесите в Таблицу 2. Температура тела в последней строке таблицы рассчитывается по закону смещения Вина.

· Проделать измерения для 5 различных значений силы тока

· Постройте график зависимости температуры АЧТ от длины волны. По осям графика отложите:

вдоль оси ординат – значения температуры Т,

вдоль оси абсцисс – величину 1/l, где l - длина волны, соответствующая максимуму испускательной способности АЧТ при данной температуре.

· Убедитесь в том, что точки на получившемся графике укладываются на прямую.

Таблица 2.

Ток накала I (A)
Длина волны l (А)
Температура АЧТ (K)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Из формулы Планка (3) получите закон смещения Вина.

2. Из формулы Планка получите приближение Релея-Джинса.

3. Из формулы Планка получите закон Стефана-Больцмана.

4. Известно, что плотность потока солнечного излучения, падающего на поверхность Земли составляет около 1,36 кВт /м², а температура поверхности Солнца около 5800 К. Оцените по этим данным давление потока солнечного излучения.

5. Оцените количество фотонов падающих на 1 м² земной поверхности в 1 секунду.

6. Как измерить температуру поверхности Солнца?

7. Искусственный спутник Земли представляет собой шар диаметром 1 м. Считая поверхность спутника абсолютно черной, его плотность r=10³ кг/м³, а его удельную теплоемкость c=4,2 кДж/кг×град, оцените максимальную и минимальную температуру спутника. Примите время одного оборота спутника вокруг Земли равным 90 минутам.

Дата добавления: 2014-11-29