Wydział: MECH. DIAGNOSTYKA I REMONTY MASZYN I URZĄDZEŃ OKRĘTOWYCH	PRACOWNIA FIZYCZNA	Rok szkolny: 98/99
Nr ćwiczenia:	Temat: Sprawdzanie prawa Stefana-Boltzmanna	Data oddania : 06.11. 99r.
Wykonał : A. Jasłowski IME a	Sprawdził:	Ocena:

I TEORIA

Promieniowanie termiczne.

Jest rzeczą ogólnie znaną, że temp ciała ma wpływ na wysyłanie przez nie promieniowanie. Promieniowanie widzialne pojawia się wtedy gdy źródło ma temp wyższą do 950º K w czasie ogrzewania powyżej 950ºK rozszerza się cztero stopniowo część czerwona widma w temp bliskiej 1500ºK ,w widmie występuje część czerwona, żółta i zielona a w temp około 1800ºK widmo obejmuje już cały zakres widzialny.

Umiejętny dobór przyrządów rozczepiających promieniowanie pozwala stwierdzić że widma rozciągają się łatwo przy czym podczerwień jest głównie reprezentowana w temp stosunkowo niskich < 950ºK a nadfiolet w temp wysokich.

Rodzaj źródła ma wpływ na przebieg emisji(co utrudnia wyciąganie jakich kolwiek ogólnych wniosków).

Ciało doskonale czarne.

Można wytworzyć źródło o maksymalnej zdolności emisji w każdej temp i o 100% absorpcji padającego promieniowania również w każdej temp. Ciało takie nazywano „doskonale czarnym”. Właściwości ciała doskonale czarnego ukazuje niewielki otwór utworzony z powierzchni kuli wydrążonej i poczernionej w środku. Energia promieniowania wnika przez taki otwór od wnętrza kuli zostaje praktycznie całkowicie pochłonięta podczas licznych odbić od powierzchni wewnętrznej. Z padającego pierwotnie na otwór promieniowania żaden promień nie przenika na zewnątrz kuli otwór zachowuje się więc jako ciało doskonale czarne.

Prawo Stefana - Boltzmana

Całkowita energia promieniowania widzialnego i niewidzialnego wysyłana prze jednostkę powierzchni ciała doskonale czarnego w jednostce czasu wyraża się wzorem:

gdzie: δ - stała Boltzmana równa się 5,669*10^-8 W/(m² *k⁴)

T - temp bezwzględna

Prawo Kirchoffa i wzór Placka

Ciało nie tylko absorbuje ale również emituje promieniowanie. Zdolność emisyjna ciała E_γJ nazywamy moc monochromatycznego promieniowania emitowana przez jednostkę powierzchni ciała.

Zależności między zdolnością emisji i aborcji ciała określa prawo Kirchoffa.

Stwierdzono że stosunek zdolności emisyjnej do zdolności absorpcji nie zależy od materii ciała i jest równy zdolności emisyjnej Ε_viT ciała doskonale czarnego które jest funkcją tylko temp ciała i częstotliwości promieniowania.

Zależność zdolności emisyjnej ciała czarnego od częstości i temperatury zostało wyznaczono doświadczalnie. W roku 1900 Max Planck uzyskał wzór opisujący zdolność emisyjną ciała czarnego wprowadzając założenie że energia wzbudzonych termiczne atomów równa się całkowitej wielokrotności elementarnej porcji( kwantu energii).

II OBLICZENIA

Lp.	U[V]	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130	140	150
1	I[mA]	0,1	0,115	0,125	0,136	0,147	0,157	0,166	0,175	0,185	0,194	0,2	0,209	0,216
2	P[W]	3	4,6	6,25	8,16	10,29	12,56	14,94	17,5	20,35	23,28	26	29,26	32,4
3	Te≈Tcz	910	1040	1295	1395	1640	1840	1910	2000	2100	2300	2400	2650	3100

czyli

U = 30

U = 40

U = 50

U =60

U = 70

U = 80

U = 90

U = 100

U = 110

U = 120

U = 130

U = 140

U = 150

U = 30

U = 40

U = 50

U = 60

U = 70

U = 80

U = 90

U = 100

U = 110

U = 120

U = 130

U = 140

U =150

a = n = 2,164248198

b = 0,1067550338

współczynnik korelacji = 0,996833586

obliczmy Tⁿ:

U = 30 Tⁿ = 183848900,2

U = 40 Tⁿ = 266949904,4

U = 50 Tⁿ = 492516245,06

U = 60 Tⁿ = 606241011,9

U = 70 Tⁿ = 952587891

U = 80 Tⁿ = 1313650930,3

U = 90 Tⁿ = 952587891

U = 100 Tⁿ = 1658131017,4

U = 110 Tⁿ = 1900200998,3

U = 120 Tⁿ = 2449881101,2

U = 130 Tⁿ = 2759105298,8

U = 140 Tⁿ = 3638831487,8

U = 150 Tⁿ = 5639052918,7

1

5

---