К оформлению результатов
3.1 При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить и законспектировать следующие библиографические источники:
- для неинженерных специальностей С. 498-501 /1/, С. 369-376 /2/;
- для инженерных специальностей С. 9-30/3/, С.478-488/4/.
3.2 Изучить электрическую схему установки (рисунок 2).
3.3 Подготовить оптический пирометр к работе: проверить положение стрелки пирометра на нуле, поставить на окуляре 4 красный светофильтр 3. Нажать на кнопку 5 (рисунок 2) на рукоятке пирометра и, глядя в окуляр, увидеть раскаленную горизонтальную нить пирометра и навести на резкое её изображение шайбой окуляра.
3.4 Включить цепь исследуемой лампы.
3.5 Вращением ручки 7 (рисунок 2) и потенциометра R1 блока питания установить ток в цепи (по заданию преподавателя).
3.6 Навести окуляр на нить исследуемой лампы и вращением кольца объектива добиться четкого изображения нити. Изображение обеих нитей должно быть одинаково четким (рисунок 4).
Рисунок 4 Поле зрения окуляра: 1 – нить исследуемой лампы;
2 – нить пирометрической лампы
3.7 Вращением рукоятки 7 (рисунок 2) пирометра добиться совпадения яркостей нити пирометрической лампы и изображения исследуемой спирали.
3.8 Записать показания амперметра, вольтметра и пирометра в таблицу 1.
3.9 Установить другое значение силы тока в цепи исследуемой лампы (всего должно быть не менее 3-х опытов). Определить температуру исследуемой спирали в каждом опыте. Перевести температуру из шкалы Цельсия в шкалу Кельвина.
3.10 По графику поправок найти DТ, затем по формуле (8) температуру ТИСТ (график поправок имеется в лаборатории).
3.11 По формуле (14) вычислить значения постоянной Стефана-Больцмана.
3.12 Определить среднее значение 
, его среднюю экспериментальную абсолютную погрешность 
и среднюю квадратичную погрешность Ss = 1,25 . По таблице А1, приведенной в приложении А, для n = 3 и доверительной вероятности Р = 0,95 найти коэффициент tP,n и определить границу доверительного интервала Ds.
3.13 Оценить погрешности приборов: DI, DU по классу точности амперметра и вольтметра, соответственно. Величину DT найти как половину цены наименьшего деления шкалы пирометра.
3.14 Рассчитать инструментальную относительную погрешность для первого опыта по формуле:
Sσ es = 
. (15)
3.15 Из выражения (15) найти абсолютную инструментальную погрешность
= 
.
Таблица 1 Результаты измерений и вычислений
| № опыта | Обозначения физических величин | ||||||||
| I,A | U,B | t, 0C | TЯРК, К | DТ, К | ТИСТ, К | s, Вт/м2×К4 | , Вт/м2×К4 | Ds, Вт/м2×К4 | |
3.16 Окончательный результат работы записать в виде:
где Ds – одна из двух погрешностей или Ds *, та, которая больше.
3.17 Результаты измерений и расчеты записать в таблицу 1.
4 Контрольные вопросы
4.1 Какое излучение называется тепловым?
4.2 Что такое энергетическая светимость, спектральная излучательная и поглощательная способности тел?
4.3 Какое тело называется абсолютно черным?
4.4 Сформулируйте закон Кирхгофа для теплового излучения.
4.5 Сформулируйте законы Стефана-Больцмана и Вина.
4.6 В чем заключается гипотеза Планка?
4.7 Каково устройство и принцип действия оптического пирометра ?
4.8 Почему яркостная температура, найденная пирометром, не является истинной температурой тела?
4.9 Объясните, почему при нагревании металла его цвет изменяется от красного до голубого?
4.10 Пользуясь законами теплового излучения, объясните, какие тела быстрее остывают и почему – черные или белые?