ЛАБКА №301 (КФ). Измерение излучения абсолютно твёрдого тела
 Скачать 0.88 Mb.
|
|
Филиал федерального Государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Российский Государственный университет нефти и газа (Национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина в г. Ташкенте»  Лабораторная работа №301 На тему: Измерение излучения абсолютно твёрдого тела По предмету: Квантовая физика Выполнил: студент группы УРБ-18-02 Алиев Ильхом Принял: Шаимов Файзулла Фатхуллаевич Ташкент - 2019  Фотография лабораторной установки I. Цель и содержание работы. Цель работы состоит в повторении пройденного материала по квантовой оптике и термодинамике, а также в приобретении навыков работы на экспериментальной установке и обработки полученных результатов измерения. Содержание работы заключается в экспериментальной проверке закона Стефана – Больцмана. II. Краткая теория работы. Тепловым излучением называется испускание атомами тела электромагнитных волн (в приближении классической физики) или потока фотонов (в приближении квантовой физики). Причем эту излучаемую энергию атомы тела приобретают в результате теплового движения, и эта энергия есть часть внутренней энергии тела. Уравнения баланса потоков:  =  +  , (1) =  , (2) = + . (3) Рис. 1. На рис. 1 показано тело, обменивающееся лучистой энергией с окружающей средой. Пусть на тело, имеющее температуру T , падает поток лучистой энергии . Часть этого потока энергии поглощается телом, другая часть отражается. Имеет место баланс энергии (1). С другой стороны само тело при температуре T излучает некоторый поток энергии . Если тело излучает в единицу времени больше энергии, чем поглощает, его температура будет понижаться. Если тело поглощает больше, чем излучает, его температура будет повышаться. Если температура тела не изменяется, значит, количество поглощаемой телом лучистой энергии в единицу времени равно количеству излучаемой им энергии, т.е. имеет место баланс энергий (2). Из уравнений (1) и (2) следует уравнение (3) для излучения. Сколько энергии в единицу времени излучение передает телу, столько и получает от тела обратно. При этом температура излучения также остается постоянной.Таким образом, тепловое излучение может находиться в термодинамическом равновесии с излучающими телами. Поэтому оно должно подчиняться законам термодинамики. Одной из характеристик теплового излучения тела является энергетическая светимость. Энергетической светимостью тела R называется поток лучистой энергии, испускаемый с единицы поверхности тела в половину пространства, в которую обращена эта поверхность. Излучение состоит из волн (или фотонов) различных длин 𝜆. В малом интервале длин волн поток энергии dR будет пропорционален длине d𝜆 этого интервала:  . (4)Величина  называется испускательной способностью тела и является функцией длины волны и температуры. Таким образом, испускательная способность тела – это количество лучистой энергии, испускаемой в единицу времени с единицы поверхности, приходящееся на узкий интервал dλ длин волн. Причем это количество энергии направлено в половину пространства, в которую обращена эта поверхность. |