Теория лабораторной работы. Рис. 12. Рассмотрим замкнутую цепь (рис
 Рис. 12. |
и 
(пусть 
). Контактная разность потенциалов в спае 1 равна:
в спае 2:
где 
– концентрация электронов в металлах, 
и 
– работы выхода электрона из металла, 
– заряд электрона.
ЭДС есть сумма скачков потенциала при обходе замкнутой цепи
=
, (11)
где 
.
Термоэлектродвижущая сила 
прямо пропорциональна разности температур спаев 
. Следует заметить, что формула (11) не учитывает зависимость 
и А от температуры.
ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Ознакомиться с работой схемы (рис. 13): 
– сопротивление гальванометра, 
– дополнительное сопротивление, K – переключатель, 1 и 2 спаи различных металлов, находящиеся при температурах и . Спай 1 поддерживается при постоянной температуре , температура спая 2 изменяется.
2. Применим к замкнутому контору закон Ома: 
,
где 
– сопротивление термопары, 
– термо – ЭДС. Учтя, что 
, имеем:
 Рис.13. |
Сопротивление гальванометра неизвестно и поэтому его нужно исключить. Это можно сделать, написав два уравнения:
; (12)
(13)
где 
– ток в цепи без добавочного сопротивления, 
– ток в цепи с добавочным сопротивлением.
3. Зафиксировать значение температуры холодного спая . Включить нагреватель и заносить показания микроамперметра в таблицу через интервал температур 
с дополнительным сопротивлением и без него до температуры 
.
4. Построить зависимости 
и 
на одном графике, откладывая разность температур по оси абсцисс.
5. Рассчитать значения 
по формуле (13) и построить зависимость 
, откладывая значения по оси ординат.
6. Определить значение постоянной термопары 
из графика как отношение приращения термоэдс 
соответствующее приращению температуры 
.
7. Зная табличное значение (для материала термопары хромель-капель: 
), и принимая её за истинное значение, вычислить абсолютную и относительную погрешности измерений.
Таблица
| № измерения |  , K |  , K |  K | , мкA |  , мкA | , мкВ |  , мкВ/град | Относительная погрешность  %. |
8. Проанализировать результаты, сделать вывод.
Окончательный результат: 
________________________________
Справочные данные: Термопара: хромель – капель; 
74,3 Ом.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что называется работой выхода электрона из металла и о т чего она зависит?
2. Что называется термоэлектронной эмиссией?
3. Что называется контактной разностью потенциалов? Объяснить причины её возникновения.
4. Сформулируйте законы Вольта.
5. Опишите природу возникновения термо–эдс. От чего зависит термо–эдс?
6. Термопара, её устройство?
7. Постоянная термопары, от чего она зависит?
8. Как возникает тепло Пельтье?
Литература
1. Майсова Н.Н. Практикум по курсу физики.- М.: Высш. школа, 1970.
2. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Механика. М.: Наука, 1979.
4. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. школа, 1985.
5. Хайкин С.Э. Физические основы механики.- М.: Наука, 1971
6. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.