Измерения и обработка результатов. Определение яркостной температуры Тя и расчет температуры Т

Определение яркостной температуры Т _я и расчет температуры Т

1. Соберите схему установки, согласно представленной на рис. 9.3.

2. Проверьте, выключено ли питание пирометра, убедившись, что белая отметка на поворотном кольце 8 реостата стоит против такой же отметки на крышке 7 корпуса. Если этого нет, доведите кольцо 8 влево до упора.

3. Включите блок питания пирометра в розетку 220 В.

4. Поворотом кольца 8 реостата по часовой стрелке включите ток в схему пирометра и доведите накал нити пирометрической лампы приблизительно до 1200 °С (по показаниям встроенного показывающего прибора). Приложив глаз к выходной диафрагме окуляра, медленно перемещайте тубус окуляра до тех пор, пока не будете видеть нить пирометрической лампы совершенно четко (отрегулируйте резкость тубусом окуляра).

5. Поскольку нить накаливания пирометра разогревается постепенно, то при измерении температур, находящихся в пределе более низких температур (от 700 …800 ^оС), рукоятку 4 поглощающих стекол установите так, чтобы белая указательная точка оказалась против голубой точки на корпусе 5. При измерении температур, находящихся в пределе более высоких температур, рукоятку 4 поглощающих стекол установите так, чтобы белая указательная точка оказалась против красной точки на корпусе 5.

6. По разрешению преподавателя включите:

– автоматический выключатель ″Сеть″ на передней панели установки, обеспечивающей накал исследуемой лампы с вольфрамовой нитью;

– переключатель реостата 25 накала исследуемой лампы накаливания первоначально в положении 1 (на передней панели установки);

– питание схемы лампы накаливания соответствующим тумблером ″Вкл.″ на передней панели установки.

Поставьте переключатель нагрева лампы накаливания положение 2. Направьте телескоп на нить лампы накаливания, медленно перемещайте тубус 2 объектива до тех пор, пока не будет видно изображение нити лампы одновременно с пирометрической нитью.

7. Введите, если не введен, красный светофильтр 16 поворотной обоймы окуляра.

Плавно изменяя яркость нити пирометрической лампы поворотом кольца 8 реостата, добейтесь ″исчезновения″ изображения пирометрической нити на фоне изображения исследуемой вольфрамовой нити накала.

Рекомендуется, несколько раз устанавливать кольцо 8 в положение, при котором исчезает нить, подходя к нему как от малой, так и от большой яркости. Возможно регистрация значений различными студентами, выполняющими данную работу.

8. Зафиксируйте измеренную температуру t _я(^оС) по положению стрелки индикатора пирометра.

9. Запишите значение показаний активной мощности Р ₁, регистрируемой ваттметром 26 (на самом чувствительном диапазоне), при данном накале лампы (методика считывания показаний с ваттметра приведена на стенде).

10. Повторите операции, указанные в п.п. 7- 9, при различных положениях переключателя реостата накала нити (табл. 9.2). Снимите зависимость t _я(Р ₁) по мере увеличения накала исследуемой лампы.

11. После испытаний при максимальном значении мощности P (переключатель нагрева лампы в положении 12) по мере уменьшения накала нити произведите повторные испытания п.п. 7 – 10 (табл. 9.2) для снятия зависимости t _я(Р ₂) по мере уменьшения накала исследуемой лампы.

12. По окончании измерений выключите ток нити пирометра поворотом кольцевого реостата 20 против часовой стрелки.

Переключатель 25 накала нити установите в минимальное положение 1.

Выключите питание лабораторной установки 23 с помощью кнопки ″Выкл″ автоматического выключателя сети.

13. Определите средние значения величин P _ср, Ф, t _{я ср} при каждом положении реостата накала нити.

14. Измеренные в градусах Цельсия яркостные температуры t _{я ср} нагреваемого тела при выполнении п.п. 7 и 10 переведите в абсолютные температуры с учетом T _я = (t _{я ср} + 273) К.

Таблица 9.2.

Параметры	S = 32 мм^2; D = 4, h= 0,9 (уточняются на стенде)
Положения реостата накала нити
P 1, Вт (увеличение накала)	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
P 2, Вт (уменьшение накала)	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
P ср, Вт	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
Ф, Вт (по 9.54)	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
lnФ	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
t я, ^оС (увеличение накала)	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
t я, ^оС (уменьшение накала)	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
t я ср, ^оС	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
t я, К	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
Т, К (по 9.60)	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
lnT	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
Расчетные значения: n ср,D n	n = (n ср ± D n)
Расчетные значения:e т ср, Deт	e = (e т ср ± De т)

15. Для каждого экспериментального значения T _я найдите расчетные значения Т с помощью соотношения (9.60).

16. Постройте график зависимости lnФ(ln T). Из графического расчета определите значения n _ср и e _{т ср}, с учетом соотношений (9.56), (9.57), аналогично данным на рис. 9.3, б.

17. Оптимально изменяя наклон линии тренда, определите погрешность параметров D n и De _т.

18*. С учетом размеров наблюдаемой вольфрамовой нити накала лампы рассчитайте интегральную энергетическую светимость M_Tce при температуре Т, K. Температура рассчитывается с учетом номера N варианта студента (по журналу): T_N = (1000 + 100 N) K.

19*. Рассчитайте значение l_махпри температуре Т_N.

20*. Рассчитайте значение плотности фотонов N _фcпри температуре Т_N.

---

Дата добавления: 2015-07-17