Лабораторная работа по теме: «Использование зависимости мощности теплового излучения тела от его температуры» - Излучение и спектры - Оптика

Цели: установить экспериментально закон зависимости одного параметра от другого в физическом процессе; исследовать зависимость мощности излучения нагретого тела от температуры.

Ход урока

Порядок выполнения

1. Используя омметр, измерьте электрическое сопротивление R нити лампы при комнатной температуре. При измерении учтите влияние соединительных проводов на результаты измерения. Для этого, после измерения электрического сопротивления нити лампы соедините концы проводов, соединяющих омметр с вводами лампы, и снимите показания омметра. Для нахождения сопротивления R₁ нужно вычесть из полученного в первом измерении значения общего сопротивления R_oб проводов и нити лампы значение сопротивления проводов R_np, полученное во втором измерении:

2. Используя формулу вычислите где t - температура воздуха в комнате, α = 5 · 10^-3 К^-1.

3. Соберите электрическую цепь из лампы, источника постоянного тока, вольтметра и амперметра (см. рис. 88).

Подайте на лампу напряжение с двух последовательно соединенных гальванических элементов или 3 вольта с выхода источника постоянного тока.

Измерьте силу тока I в цепи и напряжение U на лампе. Результаты занесите в таблицу:

U, В	I, А	Р, Вт	Rt, Ом	Т, к

4. Повторите измерения, используя 3, 4 и 5 последовательно соединенных элементов. Результаты занесите в таблицу.

5. Мощность Р должна увеличиваться с увеличением абсолютной температуры нити. Предположим, что эта зависимость выражается формулой:

где n - целое число.

Вычислите:

6. Постройте график зависимостей отношения от Т для разных значений n. Если для одного из значений n график будет горизонтальной прямой, то предположение о связи мощности излучения Р с температурой Т по закону Р = αТⁿ для данного n окажется экспериментально подтвержденным.

Контрольные вопросы:

1. Каким образом в данной работе определяется температура нити?

2. Каким образом определялась мощность теплового излучения нити лампы?

3. С какой целью строился график зависимости отношения от Т при различных значениях п?

4. Близки ли полученные вами результаты эксперимента к результатам исследований Стефана и Больцмана?