Tomasz Dobrzycki WPPT(Fizyka) I rok |
19.05.1997r. |
SPRAWOZDANIE Z W. NR 31
Temat: Sprawdzanie prawa Stefana - Boltzmanna.
1. Przebieg wiczenia
Prawo Stefana - Boltzmanna
mona zapisa w postaci:
,
gdzie C = S jest sta, natomiast wykadnik traktujemy jako wielko nieznan, której warto chcemy wyznaczy.
Na pocztku wiczenia mierzymy si natenie I0 prdu na detektorze dla temperatury pokojowej ciaa „doskonale czarnego”. Nastpnie ustawiamy (odpowiedni potencjometr) temperatur pocztkow modelu ciaa doskonale czarnego na 523,16[K] i mierzymy maksymalne i minimalne natenie prdu na detektorze {Imax,Imin}. Po czym zwikszajc temperatur co 30[K] odczytujemy kolejne maksymalne i minimalne natenia prdu dochodzc do 823,16[K].
Wyniki notuje si w tabeli.
W nastpnej czci wiczenia sporzdzamy wykres zalenoci:
,a nastpnie na podstawie wykresu przy pomocy aparatu regresji liniowej wyznaczamy wspóczynnik .
2. Tabele z pomiarami
Lp. |
T[K] |
T[K] |
Imin[j] |
Imin[j] |
Imax[j] |
Imax[j] |
B[j] |
B[j] |
1 |
523 |
1 |
344 |
1 |
350 |
1 |
237 |
1 |
2 |
553 |
1 |
384 |
1 |
399 |
1 |
281,5 |
1 |
3 |
583 |
1 |
518 |
1 |
521 |
1 |
409,5 |
1 |
4 |
613 |
1 |
623 |
1 |
630 |
1 |
516,5 |
1 |
5 |
643 |
1 |
713 |
1 |
723 |
1 |
608 |
1 |
6 |
673 |
1 |
821 |
1 |
835 |
1 |
718 |
1 |
7 |
703 |
1 |
962 |
1 |
970 |
1 |
856 |
1 |
8 |
733 |
1 |
1124 |
1 |
1134 |
1 |
1019 |
1 |
9 |
763 |
1 |
1298 |
1 |
1310 |
1 |
1194 |
1 |
10 |
793 |
1 |
1522 |
1 |
1540 |
1 |
1421 |
1 |
11 |
823 |
1 |
1825 |
1 |
1861 |
1 |
1733 |
1 |
gdzie
log(T) |
log(T) |
log(B) |
log(B) |
2,7185 |
0,0009 |
2,375 |
0,002 |
2,7427 |
0,0008 |
2,449 |
0,002 |
2,7657 |
0,0008 |
2,612 |
0,002 |
2,7875 |
0,0008 |
2,713 |
0,001 |
2,8082 |
0,0007 |
2,784 |
0,001 |
2,8280 |
0,0007 |
2,856 |
0,001 |
2,8470 |
0,0007 |
2,932 |
0,001 |
2,8651 |
0,0006 |
3,008 |
0,001 |
2,8825 |
0,0006 |
3,077 |
0,001 |
2,8993 |
0,0006 |
3,153 |
0,001 |
2,9154 |
0,0006 |
3,239 |
0,001 |
Wspóczynnik =4 zosta obliczony na podstawie wykresu, korzystajc z aparatu regresji liniowej, przy pomocy arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel.
UWAGA !
Ze wzgldu na du niezgodno (na wykresie do znacznie odbiegaj od prostej jak powinny tworzy punkty ) dwóch pierwszych pomiarów z pozostaymi zostaj one odrzucone.
3. Dyskusja bdów
- bdy Imax = Imin =B =1[j] , przyjto jako jedna najwiksza dokadno z jak mona odczyta wartoci z detektora.
- bd T = 1[K] jest najmniejsz podziak na skali temperatury,
- bd logT obliczono za pomoc róniczki zupenej,
- bd logB obliczono za pomoc róniczki zupenej,
- bd = 0,1 obliczono korzystajc z aparatu regresji liniowej za pomoc arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel.
4. Przykadowe obliczenia
- obliczenie B,
- obliczenie bdu B,
- obliczenie logT,
5. Wnioski
- Jak wida z powyszych danych wspóczynnik zosta obliczony i równa si 4 co potwierdza prawdziwo prawa Stefana-Boltzmanna.
- niedokadno dwóch pierwszych pomiarów spowodowa fakt, e powysze wiczenie byo do trudne technicznie do wykonania uwzgldniajc ubogo instrukcji obsugi zaczonej do stanowiska w laboratorium