Задание 1. Собрать цепь питания кинолампы на 150-300 Вт от выпрямителя ВС-24М (рис. 5), используя амперметр и вольтметр для контроля мощности лампы при разных напряжениях. Провести наблюдение через спектроскоп изменения спектра излучения лампы при разных накалах.
Задание 2. Пользуясь оптическим пирометром, измерить температуру нити накаливания лампы.
· Включить накал нити пирометра.
· Тумблером на блоке питания включить накал исследуемой лампы.
· Ручкой “ток накала” установить ток, равный 2 А.
· Продольным перемещением объектива пирометра добиться резкого изображения спирали исследуемой лампы. Совместить часть нити пирометра со спиралью лампы, как показано на рис.6.
· Произвести измерение температуры спирали. Для чего, поворотом рифленого кольца, добиться исчезновения изображения нити пирометра на фоне спирали исследуемой лампы. Записать полученные температуру, ток и напряжение спирали исследуемой лампы в таблицу 1.
Следует помнить, что на шкалах пирометра температура указана в градусах Цельсия и требует пересчета на шкалу Кельвина.
|
|
Таблица 1
n/n | I, А | U, В | W, Вт | t, ºС | T, К | R=W/S, Вт/м2 |
· Увеличивая силу тока с шагом 0,5 А и записывая каждый раз значение напряжения, измерить в каждом случае температуру спирали. При этом нужно иметь в виду, что нить накала обладает тепловой инерцией. Инерционен в восприятии яркостей также человеческий глаз, поэтому все регулировки должны быть плавными. Каждое измерение температуры (для одного и того же значения тока спирали исследуемой лампы) необходимо произвести несколько раз, изменяя накал нити пирометра и вновь добиваясь ее исчезновения на фоне спирали исследуемой лампы. Данные занести в таблицу 1.
· Произвести расчет полной мощности W=IU, потребляемой лампой в каждом конкретном случае.
· Определить площадь излучения лампы S, для этого измерьте расстояние от лампы до линзы а, от линзы до экрана b, высоту изображения лампы h (рис.7)
(4)
· Рассчитать мощность, излучаемую с единицы площади, из соотношения, R=W/S, где W – полная мощность, а S – площадь.
· Построить график в функциональном масштабе (по вертикальной оси откладывается величина W/S, по горизонтальной – температура в градусах Кельвина в четвертой степени). По наклону графика определить постоянную Стефана – Больцмана σ (рис.8)
· Сравните полученное значение σ с табличным значением. Совпадают ли в пределах погрешностей эти значения?