Результаты работы и их анализ

Кафедра физики

 

 

Отчет

 

К лабораторной работе по курсу общей физики

 

Изучение зависимости энергетической светимости нагретого тела от температуры.

 

 

Преподаватель: Студенты гр.102

 

___________ Ю.П. Чужков _________Е.О. Корнильев

 

«___»_________2003 _________О.Ю.Хохлова

 

_________А.А. Чапайкин

 

«__»__________2003

 

 

Томск

Введение

Целью данной работы является изучение зависимости энергетической светимости нагретого тела от его абсолютной температуры.

Описание экспериментальной установки и методики измерений.

Измерения проводятся на установке, принципиальная схема которой изображена на рис. 1.1.

Рисунок 1.1-Схема экспериментальной установки.

Излучаемым телом является платиновая нить длиной l =7см и диаметром d =0,2 мм, заключённая в стеклянный откаченный баллон. Нагрев нити осуществляется постоянным электрическим током. Для этого переменное напряжение, регулируемое при помощи лабораторного автотрансформатора (ЛАТР), подаётся на вход выпрямителя, к выходу которого подключена платиновая нить. Вольтметр и миллиамперметр показывают, соответственно, падение напряжения и ток в цепи накала нити. В непосредственном контакте с нитью находится хромель-копелевая термопара. В её цепь включён милливольтметр, который позволяет измерять величину термо-ЭДС (ТЭДС), возникающую при нагреве спая термопары.

 

Основные расчетные формулы.

(2.1)

где d – диаметр нити (d = 0,2 мм)

l – длинна нити (l =7см)

 

(2.2)

 

(2.3)

где b – смещение прямой по оси у

 

(2.4)

где - абсолютная погрешность ln(I*U/S), половина цены деления на графике

- абсолютная погрешность ln(T), половина цены деления на графике

 

(2.5)

где - относительная погрешность показателя степени

z – показатель степени

 

Результаты работы и их анализ.

Рассчитаем площадь поверхности нити по формуле (2.1)

м²

 

Таблица 3.1-Результаты прямых и косвенных измерений.

№	U,В	I,mA	I*U/S А*В/кв.м	Ln(I*U/S)	ТЭДС mВ	Т,k	LnT
	0,75			8,877			6,955
	0,7			8,759			6,924
	0,6			8,499			6,861
	0,5			8,199	36,8		6,772
	0,4			7,824		766,7	6,642
	0,3			7,358	22,5	649,6	6,476
	0,2			6,65	12,5	493,3	6,201

Построим график зависимости энергетической светимости нити от её абсолютной температуры (I*U/S от T), он представлен на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 – Зависимость I*U/S от T

Построим линеаризованный график зависимости ln(I*U/S) от ln(T), он показан на рисунке 3.2. Прямая на графике построена методом линейной регрессии.

Рисунок 3.2 – Зависимость ln(I*U/S) от ln(T)

Найдем из графика показатель степени z, он находиться как тангенс угла наклона прямой по формуле (2.2). Для этого нужно взять две точки на графике, например:

ln(I*U/S)= 8.6251 ln(T)= 6.8947

ln(I*U/S)= 6.7832 ln(T)= 6.2683

 

Определим коэффициент серости платиновой нити α по формуле (2.3). b = -11.648

Данный результат говорит о том, что экспериментальная установка имеет дефект, возможно, не соответствуют значения длин и диаметров нити или нить где-то касается корпуса баллона.

 

Рассчитаем погрешности измерений.

 

Суммарная относительная погрешность показателя степени по формуле (2.4).

Суммарная абсолютная погрешность показателя степени по формуле (2.5)

Заключение

В ходе выполнения данной лабораторной работы была изучена зависимость энергетической светимости нагретого тела от его абсолютной температуры. Был рассчитан показатель степени температуры для закона Стефана – Больцмана, его значение:

Z = 2,94±0.28

Рассчитан коэффициент серости для нити, его значение:

α = 154