LABORATORIUM PODSTAW FIZYKI

Nr ćwiczenia 031

Temat ćwiczenia: Sprawdzenie Prawa Stefana-Boltzmanna.

Nazwisko i imię prowadzącego:

Imię i nazwisko Nr indeksu, wydział
Termin zajęć	Środa 9:15 – 11:00
Data oddania sprawozdania	04.06.201
Ocena końcowa

Zatwierdzam wyniki pomiarów.

Data i podpis prowadzącego zajęcia:

Adnotacje dotyczące wymaganych poprawek oraz daty otrzymania poprawionego sprawozdania:

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia nr 31 jest sprawdzanie prawa Stefana-Boltzmanna poprzez pomiar energii promieniowania. W tym celu użyjemy modelu ciała doskonale czarnego, regulatora temperatury, modulatora strumienia promieniowania podczerwonego oraz piroelektrycznego detektora promieniowania podczerwonego.

1. Badane wielkości.

Podczas wykonywania ćwiczenia będziemy dokonywać pomiaru I_min i I_max dla każdej temperatury, podane w jednostkach względnych.

1. Pomiary w tabelce.

I0	T [◦C]	T [K]	Imin	Imax	$$\ln\left( \frac{I_{\min} + I_{\max}}{2} - I_{0} \right)$$	lnT
1	250	523	79	84	4,38	6,25
	280	553	118	122	4,77	6,31
	310	583	151	154	5,02	6,36
	340	613	186	188	5,22	6,41
	370	643	210	220	5,36	6,46
	400	673	251	260	5,53	6,51
	430	703	278	298	5,65	6,55
	460	733	315	336	5,78	6,59
	490	763	399	424	6,01	6,63
	520	793	456	487	6,15	6,67
	550	823	526	570	6,30	6,71

T₀ = 30◦C

$$\ln\left( \frac{I_{\min} + I_{\max}}{2} - I_{0} \right) = \ln\left( \frac{79 + 84}{2} - 1 \right) = 4,38$$

Współczynnik α oraz ∆α uzyskaliśmy za pomocą programu regresja liniowa.

α	∆α
3,9	0,13

Współczynnik α jest wykładnikiem potęgowym obecnym w równaniu Stefana-Boltzmanna.

1. Wyniki i wnioski końcowe.

W wyniku obliczeń oraz za pomocą programu regresja liniowa uzyskaliśmy wynik α=3,9±0,13.

W równaniu Stefana-Boltzmanna

Φ = SσT⁴

współczynnik występujący przy T równy jest 4. Jest to wartość zbliżona do przez nas obliczonej, możemy więc uznać, że ćwiczenie wykonano poprawnie. Ewentualne błędy mogą wynikać z niedokładności pomiarów.