- •Экспериментальное исследование светового поля источника видимого излучения
- •Устройство фотометрической головки
- •Необходимые приборы и принадлежности
- •Измерения
- •Определение фокусного расстояния собирательной и рассеивающей линз
- •Определение фокусного расстояния собирательной линзы
- •Если обозначить буквами а и b расстояния предмета и его изображения от линзы, то фокусное расстояние последней выразится формулой
- •Упражнение 2 Определение фокусного расстояния рассеивающей линзы
- •Изучение зрительной трубы Упражнение 1 Определение увеличения зрительной трубы
- •Упражнение 2 Определение поля зрения оптической трубы
- •Упражнение 3 Определение разрешающей способности оптических систем
- •Литература.
- •Лабораторная работа № 4 Исследование дисперсионных свойств стеклянной призмы в области видимого света спектрометром гс-5
- •Упражнение 1 Определение преломляющего угла призмы
- •Определение угла наименьшего отклонения и показателя преломления стеклянной призмы
- •Определение дисперсии и разрешающей силы стеклянной призмы
- •Вопросы по теме
- •Литература
- •Определение длины световой волны с помощь бипризмы Френеля и щелей Юнга
- •Экспериментальная установка. Экспериментальная установка собрана на оптической скамье.
- •Определение длины световой волны с помощью бипризмы
- •Определение длины световой волны с помощью щелей Юнга
- •Определение радиуса кривизны линзы и длины световой волны с помощью колец Ньютона
- •Упражнение 1 Определение радиуса кривизны линзы
- •Упражнение 2 Определение длин волн линий ртути
- •В пределах первого дифракционного максимума располагается интерференционных полос:
- •Упражнение 1 Определение концентрации растворов
- •Исследование зависимости коэффициента преломления газа от давления
- •Измерения
- •Определение длины световой волны с помощью дифракции Френеля на круглом отверстии Введение
- •Описание установки
- •Измерения
- •Изучение дифракционной решетки и определение длины световой волны Введение
- •Описание установки
- •Определение постоянной решетки и ее угловой и линейной дисперсии
- •Литература.
- •Лабораторная работа № 10 Изучение поляризации света
- •Исследование зависимости интенсивности света, прошедшего через два поляроида
- •Вопросы по теме.
- •Лабораторная работа № 11 Определение длины световой волны квантового генератора с помощью эталона Фабри-Перо
- •Распределение интенсивности в полосах интерферометра Фабри-Перо
- •Обработка результатов. На основании трехкратных измерений
- •Примечание
- •Задание
- •Вопросы по теме.
- •Исследование интегральной излучательной способности нагретых нечерных тел как функции температуры Введение
- •Величина
- •Принцип измерения яркостной температуры
- •Устройство и работа пирометра с исчезающей нитью
- •Описание установки и измерения
- •Для нечерного тела значение j можно записать так:
- •Поэтому из (5) и (6) имеем:
- •6. Зная σ, t, n, w, можно по формуле
Принцип измерения яркостной температуры
Тепловое излучение нагретых тел может различными способами использоваться для измерения их температуры. В настоящей работе применяется только один из этих способов, имеющий наибольшее техническое распространение.
В основу данного метода положено сравнение яркости нагретого тела с яркостью абсолютно черного тела в этом же спектральном интервале.
Пусть имеется черное тело, нагретое до некоторой температуры. На фоне этого нагретого черного тела расположена нить накала специальной пирометрической лампы. Рассмотрим нить и тело через светофильтр, выделяющий из спектров обоих объектов излучение определенной длины волны. Регулируя ток накала нити лампы, мы можем добиться того, что нить перестанет быть видимой, исчезнет на фоне раскаленного черного тела. Найдем значение тока накала нити при этих условиях. Выполнив эти операции для нескольких значений температуры черного тела, установим определенное соответствие между значениями температуры черного тела и токами накала нити в момент, когда она исчезает на фоне абсолютно черного тела. Значит, мы прокалибровали в шкале температур яркость нити в зависимости от тока накала. После этого можно уже применять нить лампы, в свою очередь, в качестве термометра. Пусть нам надо измерить температуру какого-то нагретого тела. Поместим прокалиброванную нить на фоне этого тела. Изменяя в ней ток накала, добьемся исчезновение нити. Допустим, что это произошло при каком-то токе. Пользуясь калибровочным графиком, мы можем найти соответствующую использованному току температуру абсолютно черного тела, при котором нить раньше исчезала на фоне этого тела. Если то тело, температуру которого мы определяем, излучает как черное тело, то ясно, что его искомая температура уже нами найдена. Если же оно излучает иначе, чем черное тело, то найденное указанным путем значение температуры нуждается в поправке. Мы нашли лишь так называемую яркостную температуру тела. Яркостная температура тела будет всегда ниже его истинной термодинамической температуры. Это связано с тем, что любое тело излучает меньше, чем абсолютно черное тело при той же температуре. Следовательно, произвольное тело, имеющее в данный момент одинаковую яркость с некоторым черным телом, имеет наверняка термодинамическую температуру вше температуры черного тела, то есть выше той яркостной температуры, которая определяется с помощью нити пирометра, прокалиброванной по излучению абсолютно черного тела.
Связь между яркостной температурой и термодинамической температурой тела устанавливается соотношением:
.
Величина θλT, зависящая от длины волны и температур, имеет свое значение для каждого материала и определяется в ходе особого опыта. В нашем случае (для окиси никеля) θλT=0,9.
Величина C1 – комбинация универсальной постоянной Планка, Больцмана и скорости света:
см град ;
λ - длина световой волны (в нашем случае 6600 10-8см);
Тt - термодинамическая температура тела;
Ta - яркостная температура тела, непосредственно измеренная пирометром с исчезающей нитью;
Учитывая, что значение Ta близко к значению Tt, мы можем переписать формулу так:
,
где ΔТ означает всегда положительную поправку к измеренной с помощью пирометра яркостной температуре. То есть
.