Rok akademicki 1996/97	Laboratorium z fizyki
Nr ćwiczenia: 72	Promieniowanie cieplne.
Elektronika telekomunikacja Grupa: E.02	Tomasz Król
Data wykonania	Ocena		Data zaliczenia	Podpis
13.03.1997	T
	S

1.Zasada pomiaru

W promieniowaniu cieplnym zdolność emisyjna promieniowania R_λ ciał rzeczywistych jest mniejsza od odpowiedniej wartości R_λc dla ciała doskonale czarnego.

Dla każdego ciała prawdziwe jest prawo Kirchhoffa, które można zapisać:

R_λ (λ,T) = a_λ (λ,T) * R_λc (λ,T)

gdzie: a_λ (λ,T) - współczynnik pochłaniania ciała.

Prawo Kirchhoffa stosuje się nie tylko do widmowej zdolności emisyjnej promieniowania Rλ, lecz również do emisji energetycznej ciała R. Emisja ta musi być równa mocy P wypromieniowanej przez jednostkę powierzchni ciała R = P (S) (dla ciała doskonale czarnego Rc = P (S) ).

Uwzględniając prawo Stefana - Boltzmana :

R = δT4 gdzie:

T - temp. ciała

Otrzymamy: P = a S δ T⁴ (a = 1 - dla ciała doskonale czarnego)

Jeżeli temp. otoczenia T_O jest niższa od temp. ciała T, to ciało wypromieniowuje moc:

P = a S δ ( T⁴ - T_O⁴ )

W dośw. porównuje się moc P wypromieniowaną przez badane ciało z mocą Po, wypromieniowaną w takich samych warunkach przez sadzę (dla której przyjmujemy a = 1).Wypromieniowana moc absorbowana jest przez termoparę „2” (schemat pomiarowy.), wytwarzając w jej obwodzie prąd elektryczny o mocy P_I proporcjonalnej do P.

Ponieważ P_I = U² / R (R- wartość oporu obwodu),

musi zachodzić: P = f U2 (f- współczynnik proporcjonalności).

Wobec tego zgodnie z P = a S δ ( T⁴ - T_O⁴ ), przy tej samej temp. T badanego ciała i sadzy, znajdujących się w tych samych warunkach zew. opisanych przez temp. T_O zachodzi:

oraz

Dzieląc stronami otrzymamy:

Równanie to pozwala obliczyć współczynnik pochłaniania „a” materiału, z którego wykonane jest dno naczynia „2” (schemat) ze stosunku napięć w obwodach termopary (U- napięcie w obwodzie termopary jeżeli ustawione jest nad nią badane ciało, U_C- napięcie jeżeli nad termoparą znajduje się ciało, którego powierzchnia jest poczerniona sadzą). Powierzchnie obu ciał są sobie równe, a także jest jednakowa ich temp., gdyż w biegu wodnym połączone są szeregowo.

2.Schemat układu pomiarowego

Ocena dokładności pojedynczych pomiarów

W doświadczeniu stosowano urządzenia:

termometr o dokładności 0,2C - jednak zakładam iż pomiar temperatury wody w ultratermostacie nie odpowiada idealnie temperaturze badanych próbek (starty ciepła chociażby na przewodach doprowadzających wodę) Wobec powyższego jako błąd pomiaru temperatury przyjąłem 1°C

B)Digital Voltmeter typeV541 (Zakres: 10mV) - zarówno dla ciała badanego jak i dla sadzy wykonywany tym samym woltomierzem z odczytem cyfrowym którego błąd maksymalny wynosi 0,05% + 1 znak , ze względu na duże wahania przyjąłem dokładność 10 μV

4.Tabele pomiarowe

Przykładowe obliczenia wyników pomiarów wielkości złożonej

Rachunek błędów

Zestawienie wyników pomiarów

Uwagi i wnioski

---