91419

1 .Metoda stałej temperatury : w metodzie tej ciału czarnemu dostarczamy moc o wartości M Ustalenie się temperatuiy ciała oznacza . że moc dostarczana ciału jest równa mocy M* wysyłanej przez to ciało. Każde ciało będzie wysyłać moc nie tylko w postaci radiacyjnej (promieniowania elektromagnetycznego), lecz również w postaci rozpraszania nieradiacyjnego, wobec tego w stanie równowagi będzie słuszne równanie:

M = Mi(T) + Mn(T), gdzie M..(T) - moc rozpraszania nieradiacyjnego.

M(T)-M_w(r)

s(7⁴-r₀⁴) •

W celu wyznaczenia stałej Stefana - Bołtzmanna metodą stałej temperanuy należy zmierzyć powierzchnię ciała S , temperaturę otoczenia To , temperaturę ciała czarnego w stanie równowagi T, moc zasilania M(T) oraz moc rozpraszania nieradiacyjnego M..(T) .Moc rozpraszania M. będzie odpowiadać wtedy mocy zasilania takiego samego ciała w tej samej temperaturze równowagi T, lecz niepoczernionego.

2. Metoda stałej mocy : w metodzie tej zakłada się , że moc nieradiacyjna jest wprost proporcjonalna do różnicy temperatur między ciałem promieniującym a otoczeniem:

Mn (T) = k(T - To); k - współczynnik proporcjonalności.

Da ciała niepoczernionego    M = k(T.. - To) ;

dla ciała poczemonego    M = M. +/ k(T« -To).

c_ M(r„-T_e)

scr_c⁴-r₀⁴)(r_n-r₀)

W celu wyznaczenia stałej w prawie Stefana -Boltzmanna metodą stałej mocy należy więc zmierzyć powietzcluiię ciała . temperaturę otoczenia, moc zasilania . temperaturę równowagi ciała niepoczernionego oraz temperaturę równowagi takiego samego ciała lecz poczernionego, przy jednakowej mocy zasiania M .

3. Metoda dwóch temperatur :poprzez wykonywanie pomiarów jedynie ciała poczernionego. lecz dla dwóch różnych mocy zasilania Mi i M.- oraz bazując na założeniu liniowej zależności mocy rozpraszania nieradiacyjnego od różnicy temperatur ciała i otoczenia .

M₁=asęr_l^Ą-T₀*)+kęr_l-t₀)

M₂ = <S (T₂⁴ -T₀⁴)+ k(T₂-T₀)

Rozwiązalne układu daje następujące wyrażenie:

s [(r / -T₀⁴)(T₂ -r₀)-cr₂⁴ -r₀⁴ )cr_x -r₀) j

OPIS UKŁADU POMIAROWEGO :

Badanymi ciałami są dwa jednakowe walce aluminiowe - jeden poczerniony, a drugi nie .W wydrążeniach walców umieszczone są grzałki elektryczne. które są zasilane prądem z zasilacza stabilizowanego .Wyboru ciała ogrzewanego dokonuje się za pomocą przełącznika . Temperatura wybranego walca jest mierzona pośrednio za pomocą woltomierza cyfrowego, włączonego w obwód termopary .Temperaturą odniesietua dla tennopary jest temperatura mieszaniny wody z lodem.

Rys.    Schemat układu do pomiaru stałej Stefana - Boltzmana :