Thí nghiệm vật lý - Bko - 090 khảo sát hiện t-ợng bức xạ nhiệt nghiệm định luật stefan - Boltzmann

Gọi ) , ( T dW ? là phần năng l-ợng của các bức

xạ điện từ đơn sắc có b-ớc sóng từ ?đến ? ? d + ,

phát ra từ diện tích dScủa vật ở nhiệt độTtrong

một đơn vị thời gian. Dễ dàng nhận thấy,

) , ( T dW ? tỷ lệ với dS và ? d , nghĩa là :

) , ( T dW ? ( ) ? ? d dS T r . . , = (1)

trong đó hệ số tỷ lệ r( ? ,T) đ-ợc gọi là hệ số phát

xạ đơn sắccủa vật ở nhiệt độ T, ứng với bức xạ

nhiệt có b-ớc sóng ?. Từ (1) suy ra :

r(?,T). ? d

dS

T dW ) , (?

= (2)

pdf8 trang | Chia sẻ: lephuong6688 | Ngày: 07/01/2017 | Lượt xem: 386 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thí nghiệm vật lý - Bko - 090 khảo sát hiện t-ợng bức xạ nhiệt nghiệm định luật stefan - Boltzmann, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Vlkt- Viện Vật lý Kỹ thuật- ĐHBK Hà nội Thí nghiệm vật lý - BKO-090 Khảo sát hiện t−ợng bức xạ nhiệt Nghiệm định luật stefan - boltzmann Dụng cụ : 1. Bóng đèn dây tóc vonfram 6V - 5A 2. Vônkế hiện số ; 3. Ampekế hiện số ; 4. Điện trở công suất 47Ω - 5W ; 5. Cảm biến nhiệt điện; 6. Milivon kế điện tử ; 7. Nguồn điện ổn áp một chiều 0 - 8V/10A ; 8. Băng quang học dài 600mm + bàn tr−ợt ; 9. Bộ dây nối mạch có hai đầu cốt dài 60 cm (8 dây) . I. Cơ sở lý thuyết 1. Bức xạ nhiệt cân bằng và các đặc tr−ng của nó Khi một vật bị kích thích bởi tác dụng nhiệt ( vi dụ: nung nóng), vật sẽ phát xạ năng l−ợng d−ới dạng sóng điện từ : đó là hiện t−ợng bức xạ nhiệt. Sự phát xạ sóng điện từ làm cho năng l−ợng của vật giảm, dẫn tới nhiệt độ vật giảm : để duy trì, cần liên tục cung cấp năng l−ợng cho vật. Nói cách khác : Hấp thụ năng l−ợng nhiệt và phát xạ năng l−ợng d−ới dạng SĐT là hai quá trình xảy ra đồng thời của hiện t−ơng bức xạ nhiệt duy trì. Bức xạ nhiệt xảy ra ở điều kiện nhiệt độ của vật không thay đổi gọi là bức xạ nhiệt cân bằng. Tính chất phổ của bức xạ điện từ do vật phát ra phụ thuộc bản chất của vật và nhiệt độ. a. Năng suất phát xạ toàn phần: Gọi ),( TdW λ là phần năng l−ợng của các bức xạ điện từ đơn sắc có b−ớc sóng từ λ đến λλ d+ , phát ra từ diện tích dS của vật ở nhiệt độ T trong một đơn vị thời gian. Dễ dàng nhận thấy, ),( TdW λ tỷ lệ với dS và λd , nghĩa là : ),( TdW λ ( ) λλ ddSTr ..,= (1) trong đó hệ số tỷ lệ r( λ ,T) đ−ợc gọi là hệ số phát xạ đơn sắc của vật ở nhiệt độ T, ứng với bức xạ nhiệt có b−ớc sóng λ . Từ (1) suy ra : r(λ,T). λd dS TdW ),(λ = (2) Rõ ràng, tỷ số ( ) dS TdW ,λ biểu thị năng l−ợng của cácbức xạ nhiệt có b−ớc sóng từ λ đến λλ d+ , do một đơn vị diện tích mặt ngoài của vật phát ra trong một đơn vị thời gian, ở nhiệt độ T . Lấy tích phân đối với biểu thức (2) trên toàn dải b−ớc sóng λ từ 0 4 ∞ , ta sẽ tính đ−ợc năng l−ợng ứng với mọi b−ớc sóng do 1 đơn vị diện tích mặt ngoài của vật phát ra trong một đơn vị thời gian ở nhiệt độT : ( ) ( )∫ ∞ = 0 ., λλ dTrTR (3) Đại l−ợng R T( ) gọi là năng suất phát xạ toàn phần của vật ở nhiệt độ T và đo bằng đơn vị W/m2. b. Hệ số hấp thụ : Nếu trong một đơn vị thời gian , các bức xạ nhiệt đơn sắc có b−ớc sóng từ λ đến λλ d+ gửi tới diện tích dS của vật ở nhiệt độ T là ),( TdE λ , nh−ng dS chỉ hấp thụ một phần năng l−ợng là dE’(λ, T),khi đó, tỷ số : a (λ,T) = dE’(λ, T) / dE(λ, T) (4) đ−ợc gọi là hệ số hấp thụ đơn sắc của vật ở nhiệt độ T đối với bức xạ nhiệt b−ớc sóng λ. Theo định nghĩa, vật hấp thụ hoàn toàn năng l−ợng của các bức xạ nhiệt truyền tới nó gọi là vật đen tuyệt đối (hay vật đen lý t−ởng). Vật đen tuyệt đối có hệ số hấp thụ a (λ,T) = 1 ứng với mọi λ . Trong thực tế chỉ có những vật xám, là những vật chỉ hấp thụ một 2 phần năng l−ợng của các bức xạ nhiệt truyền tới chúng. Đối với vật xám, hệ số hấp thụ a (λ,T)<1 . 2 . Định luật Stefan- Boltzmann về bức xạ nhiệt cân bằng . Thực nghiệm cho thấy khi nhiệt độ vật càng cao thì bức xạ nhiệt càng mạnh, tức năng suất phát xạ toàn phần R(T) càng lớn. Stefan- Boltzmann đã nghiên cứu sự bức xạ nhiệt cân bằng trên mô hình của vật đen tuyệt đối và đã tìm ra định luật sau gọi là định luật Stefan- Boltzmann : Năng suất phát xạ toàn phần của vật đen tuyệt đối tỷ lệ thuận với luỹ thừa bốn của nhiệt độ tuyệt đối của vật đó , nghĩa là : R T T( ) = ⋅σ 4 (5) trong đó σ = 5,67.10-8 W/m2.K4 gọi là hằng số Stefan - Boltzmann , T = t(oC) +273 (oK) . Định luật Stefan- Boltzmann hoàn toàn chính xác đối với các vật đen tuyệt đối, có hệ số hấp thụ a (λ,T) = 1. Vậy đối với các vật xám phổ biến trong thực tế có HSHT a (λ,T) < 1 thì mối quan hệ giữa năng suất phát xạ toàn phần R(T) và nhiệt độ tuyệt đối T của nó tuân theo quy luật nào ? Trong thí nghiệm này, ta sẽ nghiệm lại định luật Stefan – Boltzmann đối với vật xám là dây tóc vônfram của một bóng đèn điện. II. ph−ơng pháp thực nghiệm Để nghiệm lại định luật Stefan – Boltzmann đối với dây tóc vônfram của bóng đèn, ta cần đo các nhiệt độ T khác nhau của dây tóc và năng suất phát xạ toàn phần R(T) t−ơng ứng, rồi xác lập mối quan hệ giữa chúng. 1.Nhiệt độ T của dây tóc Vonfram có thể đo nhờ hiệu ứng thay đổi điện trở theo nhiệt độ của nó: ( )R R t tt = + +0 21 α β. . ( 6 ) Trong đó với Rt và R0 là điện trở của dây tóc đèn ở t ( oC ) và 0 (oC ) , còn α và β là các hệ số nhiệt điện trở của vônfram : α = ⋅ − −4 82 10 3 1, K , β = ⋅ − −6 76 10 7 2, K Điện trở Rt của dây tóc đèn có thể đo dễ dàng theo ph−ơng pháp Von-Ampe ,bằng cách đo dòng điện I chạy qua bóng đèn và hiệu thế U giữa hai cực của nó : I URt = ( 7 ) R0 là điện trở của dây tóc đèn ở 0 oC, xác định bằng cách đo điện trở Rp của dây tóc ở nhiệt độ phòng t p , với một dòng điện đủ nhỏ , rồi á p dụng công thức (6) tính ra R0 : R R t t p p p 0 21 = + ⋅ + ⋅α β ( 7a ) Thay Rt và à R0 vào (6) và giải nó để tìm nhiệt độ t(oC) , cộng thêm 273K ta đ−ợc nhiệt độ tuyệt đối của dây tóc bóng đèn : T R R t = + + −       −         273 1 2 4 12 0β α β α (8) 2. Năng suất phát xạ toàn phần R(T) có thể đo bởi một cảm biến nhiệt điện bán dẫn . Đó là một lá đồng mỏng đ−ợc bôi đen để có thể hấp thụ gần nh− toàn bộ năng l−ợng của các bức xạ gửi tới, chuyển thành nhiệt. Lá đồng đ−ợc hàn giữa hai thanh bán dẫn nhiệt điện, nhờ đó tạo ra một suất nhiệt điện động E tỷ lệ với năng thông Φ của bức xạ gửi tới : E ~ Φ ( 9 ) Với khoảng cách cố định giữa dây tóc đèn và cảm biến nhiệt điện, năng thông Φ của các bức xạ nhiệt gửi tới mặt cảm biến tỷ lệ với năng suất phát xạ toàn phần R T( ) của dây tóc bóng đèn : Φ ~ R T( ) ( 10 ) Nếu cặp nhiệt điện đang ở nhiệt độ " không độ tuyệt đối " , và giả sử năng suất phát xạ toàn phần R T( ) của dây tóc bóng đèn tỷ lệ với luỹ thừa bậc n cuả T thì ta có thể viết : E ~ R(T) ~ T n ( 11 ) Nh−ng vì cặp nhiệt đang ở nhiệt độ của phòng thí nghiệm T p nên nó cũng đang phát xạ theo định luật n pT . Vì thế, hệ thức ( 11) phải viết thành : E ~ ( )npn TT − ( 12 ) lnE lnT α tgα = n Hình 1 3 Trong tr−ờng hợp này, vì T >> T p có thể bỏ qua n pT so với T n và vẫn áp dụng hệ thức ( 11 ). Khi đó đồ thị biểu diễn quan hệ giữa E và T trong hệ trục toạ độ lôgarit kép (Hình 1) là một đ−ờng thẳng có độ dốc bằng n : ln E = n ln T + const (13) Giá trị của n xác định đ−ợc từ thực nghiệm cho phép ta rút ra kết luận định luật Stefan- Boltzmann có nghiệm đúng đối với các vật xám hay không. III. Trình tự thí nghiệm 1. Thiết bị dùng trong thí nghiệm này đ−ợc bố trí nh− hình 2, gồm :  Bóng đèn điện Đ loại 6V-5A ( chỉ cho phép đặt hiệu thế lớn nhất vào bóng đèn là 6V) .  Cảm biến nhiệt điện bán dẫn C đ−ợc lắp trên bàn tr−ợt B, có ống che bức xạ ngoại lai lắp ở phía tr−ớc của nó.  Nguồn điện PS một chiều ổn áp điều chỉnh liên tục ( 0 - 8V/ 10A ) có đồng hồ chỉ thị điện áp ra và dòng điện, để cung cấp điện một chiều ổn định cho bóng đèn.  Để đo chính xác hiệu thế U và c−ờng độ dòng điện I chạy qua bóng đèn, ta dùng hai đồng hồ vạn năng hiện số mắc xen vào mạch điện, một cái với t− cách là von kế, cái kia làm Ampe kế.  Suất nhiệt điện động E của cảm biến nhiệt điện đo bằng Milivônkế điện tử MV.  Một điện trở công suất Rc = 47ς5W mắc xen vào mạch điện để hạn chế dòng, khi cần tạo ra dòng điện nhỏ. 2. Giới thiệu về đồng hồ vạn năng hiện số : Đồng hồ vạn năng hiện số là loại dụng cụ đo có độ chính xác cao và nhiều tính năng −u việt hơn hẳn loại đồng hồ chỉ thị kim tr−ớc đây, đ−ợc dùng để đo hiệu thế và c−ờng độ dòng điện một chiều, xoay chiều, điện trở, điện dung của tụ điện....Nhờ . . một núm chuyển mạch chọn thang đo, ta có thể chọn thang thích hợp với đại l−ợng cần đo. Thông th−ờng một đồng hồ vạn năng hiện số loại 3 1/2 digit có 2000 điểm đo ( từ 0 đến 1999) . Giả sử ta chọn thang đo hiệu thế một chiều DCV 20V, thì đại l−ợng : VV .01,0 2000 20 ==α (14) đ−ợc gọi là độ phân giải của thang đo. Nếu hiệu thế chúng ta đo đ−ợc là U thì sai số tuyệt đối của phép đo trực tiếp đại l−ợng U này là : ∆U = δ (%) . U + n . α (15) Trong đó : U : Giá trị đo đ−ợc, chỉ thị trên đồng hồ. δ (%) : Cấp chính xác của thang đo α : Độ phân giải của thang đo. MV “0” Rf K A V + _ K UDC N Ps Đ C 3-5 cm ACA ACV DCV ς COM Vς A 20A DCA ON/OF F 0000 Hình 2 ACA ACV DCV ς COM Vς A 20A DCA ON/OF F 0000 Von kế hiện số Ampe kế h.số 4 n = 1 4 3 ( quy định theo từng thang đo bởi nhà sản xuất ).Cách tính t−ơng tự đối với các thang đo thế và dòng khác. Các thang đo thế và dòng có độ nhạy cao nhất th−ờng là 200mV và 200àA hoặc 2mA, đ−ợc dùng để đo các hiệu thế và dòng điện một chiều rất nhỏ. Cần rất thận trọng khi sử dụng các thang đo này. Nếu vô ý để hiệu thế hoặc dòng điện lớn gấp 5-10 lần giá trị thang đo này, có thể gây ra h− hỏng trầm trọng cho đồng hồ. Vì vậy, các quy tắc nhất thiết phải tuân thủ khi sử dụng đồng hồ vạn năng hiện số là : 1.Không bao giờ đ−ợc phép chuyển đổi thang đo khi đang có điện ở đầu đo. 2.Không áp đặt điện áp, dòng điện v−ợt quá giá trị thang đo. Tr−ờng hợp đại l−ợng đo ch−a biết, thì hãy đo thăm dò bằng thang đo lớn nhất, rồi rút điện ra để chọn thang thích hợp. 3. Để đo c−ờng độ dòng điện nhỏ chạy trong đoạn mạch, ta dùng hai dây đo cắm vào hai lỗ “COM “(lỗ chung ) và lỗ “A” trên đồng hồ. Hai đầu cốt còn lại của dây đo đ−ợc mắc nối tiếp với đoạn mạch. Chuyển mạch chọn thang đo đ−ợc vặn về các vị trí thuộc giải đo DCA để đo dòng điện một chiều, ACA để đo dòng xoay chiều. Sau lỗ A bên trong đồng hồ có cầu chì bào vệ, nếu dòng điện đo v−ợt quá giá trị thang đo, lập tức cầu chì bị thiêu cháy, tất cả các thang đo dòng điện nhỏ ng−ng hoạt động cho đến khi một cầu chì mới đ−ợc thay. Điều tai hại t−ơng tự cũng xảy ra nếu chúng ta mắc Ampe kế song song với hai đầu đoạn mạch có hiệu thế. Hãy rất thận trọng khi sử dụng các thang đo dòng, không để cháy cầu chì ! 4. Để đo c−ờng độ dòng điện lớn 0-10A, ta dùng hai dây đo cắm vào hai lỗ “COM “(lỗ chung ) và lỗ “10A” ( hoặc 20A ) trên đồng hồ. Hai đầu cốt còn lại của dây đo đ−ợc mắc nối tiếp với đoạn mạch. Chuyển mạch chọn thang đo đ−ợc vặn về vị trí DCA-10A để đo dòng một chiều, ACA-10A để đo dòng xoay chiều. Sau lỗ 10A bên trong đồng hồ không có cầu chì bảo vệ, nếu bị đoản mạch th−ờng gây cháy, nổ ở mạch điện ngoài hoặc ở nguồn điện. Tóm lại : chọn thang đo đúng, và không nhầm lẫn khi thao tác đo thế và dòng là hai yếu tố quyết định bảo vệ an toàn cho đồng hồ. 5. Để đo hiệu thế một chiều, xoay chiều,hoặc đo điện trở, ta dùng hai dây đo cắm vào hai lỗ “COM “ (lỗ chung ) và lỗ “Vς” trên mặt đồng hồ. Hai đầu có mỏ kẹp cá sấu còn lại của dây đo đ−ợc mắc song song với đoạn mạch. Chuyển mạch chọn thang đo đ−ợc vặn về các vị trí thuộc giải đo DCV để đo hiệu thế một chiều, ACV để đo hiệu thế xoay chiều,và ς để đo điện trở. 3. Đo điện trở dây tóc ở nhiệt độ phòng Rp 3.1. Mắc mạch điện và chọn thang đo : Mắc mạch điện nh− hình 3. Điện trở 47ς5W mắc nối tiếp với đèn Đ để hạn chế dòng điện chạy qua dây tóc đèn, tạo ra dòng điện nhỏ .  Vônkế hiện số V chọn thang DCV 200mV  Ampekế hiện số A chọn thang đo DCA 200mA Chú ý : Để phép đo hiệu thế U giữa hai cực bóng đèn đ−ợc chính xác, đối với Von kế V nên dùng loại dây đo có mỏ kẹp cá sấu, kẹp vào hai đầu dây ra ngay trên đui đèn. Đối với Ampe kế A nên dùng loại dây đo có hai đầu cốt để có thể xiết chặt vào hai cọc đấu dây trên mặt giá quang học .  Nối điểm P với cọc (+),điểm Q với cọc ( - ) của nguồn ổn áp một chiều, vặn núm điều chỉnh điện áp ra của bộ nguồn về vị trí “0”. Sau khi thiết lập xong mời thày giáo kiểm tra mạch điện để đ−ợc phép cắm phích lấy điện nguồn ổn áp P váo ổ l−ới điện 220 V. 3.2.Tiến hành đo. 3.2..1 .Bấm công tắc K trên mặt bộ nguồn PS : đèn LED phát sáng, báo hiệu bộ nguồn PS đã sẵn sàng hoạt động. Bấm các núm ON-OFF trên mặt đồng hồ vạn năng hiện số để bật điện cho đồng hồ. 3.2.2 Vặn từ từ núm điều chỉnh điện áp ra trên mặt bộ nguồn PS sao cho c−ờng độ dòng điện chạy qua dây tóc đèn Đ đo bởi ampekế A đạt giá trị lần l−ợt bằng I1 = 50mA , I2 = 100mA và I3=150mA. Những c−ờng độ dòng điện này đủ nhỏ để có thể bỏ qua hiệu ứng nhiệt ảnh h−ởng đến điện trở của dây tóc đèn . Đọc trên vônkế V và ghi các giá trị t−ơng ứng U1 U2 và U3 của hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc đèn Đ vào bảng 1 . 47ς5W V A Đ C P Q + _ _ + _ + 200mA 200mV Hình 3 5 3.2.3 . Kết thúc phép đo, giảm điện áp nguồn về 0, bấm khoá K tắt điện nguồn ổn áp. Đọc và ghi nhiệt phòng tp trên nhiệt kế 0 - 100 0C vào bảng1. 4. Đo điện trở dây tóc ở nhiệt độ T và suất nhiệt điện động E t−ơng ứng trên cảm biến nhiệt điện 4.1. Mắc mạch điện và chọn thang đo : Tháo bỏ điện trở 47ς5W ra khỏi mạch điện, mắc lại mạch điện theo sơ đồ nh− trên hình 4.  Vônkế hiện số V chọn thang DCV 20V  Ampekế hiện số A chọn thang DCA10A, đồng thời rút một dây đo ra khỏi lỗ cắm “A” và chuyển sang lỗ cắm “10A”. Nếu không thực hiện động tác này cầu chì nối với lỗ cắm “A” sẽ bị cháy.  Cắm đầu nối của cảm biến nhiệt điện C vào ổ 5 chân của Milivônkế điện tử MV . Vặn chuyển mạch chọn thang đo của MV để chọn thang 1mV. Sau đó cắm phích lấy điện của MV vào nguồn ~ 220V. Bấm khoá K trên mặt máy: đèn LED phát sáng, báo hiệu Milivônkế điện tử MV đã sẵn sàng hoạt động. Quan sát đồng hồ của Milivônkế điện tử , nếu kim chỉ thị lệch khỏi vị trí 0 thì vặn núm quy “0” ngay d−ới đồng hồ để điều chỉnh về 0. Sau khi thiết lập xong mời thày giáo kiểm tra mạch điện. 4.2.Tiến hành đo 4.2.1. Điều chỉnh vị trí thích hợp của cảm biến nhiệt điện và dây tóc đèn ( hình 2) : Để mặt hấp thụ của cảm biến nhiệt điện nhận đ−ợc năng thông tối đa của các bức xạ phát ra từ dây tóc đèn, dây tóc cần đ−ợc đặt thẳng góc với trục của cảm biến. Mặt khác, độ cao của cảm biến cũng cần điều chỉnh sao cho bề mặt hấp thụ của nó ngang tầm dây tóc đèn. Khoảng cách giữa cảm biến và bóng đèn đ−ợc điều chỉnh nh− sau :  Dịch chuyển bàn tr−ợt cho cảm biến cách bóng đèn 3-4 cm.Kiểm tra và nếu cần thì điều chỉnh lại chính xác điểm “0” cho Milivon kế điện tử MV. Giữ nguyên vị trí này của núm qui "0" trong suốt quá trình làm thí nghiệm .  Bấm khoá K trên mặt bộ nguồn PS , xoay từ từ các núm N để điều chỉnh điện áp ra và quan sát Von kế hiện số V, sao cho hiệu thế rơi trên hai cực bóng đèn bằng 6V. Lúc này năng suất phát xạ toàn phần trên bóng đèn là tối đa, suất nhiệt điện động E chỉ thị trên Milivon kế điện tử MV tăng từ từ lên đến cực đại, có thể v−ợt quá cả thang đo. Hãy vặn núm điều chỉnh độ nhạy Rf của MV sao cho kim đồng hồ chỉ thị ổn định trong khoảng từ 0,95 – 1 mV ( gần hết thang đo ). Giảm điện áp nguồn về 0, và chờ khoảng 5 phút cho bóng đèn nguội đi. 4.2.2. Điều chỉnh hiệu thế trên hai cực bóng đèn bằng U = 1V. Chờ khoảng 3-5 phút cho hệ đạt cân bằng, đọc các giá tri U,I,E trên các đồng hồ và ghi vào bảng 2. 4.2.3. Lặp lại b−ớc ( 4.2.2.) với các giá trị của U tăng lên từng von một cho đến U= 6V. Ghi các giá tri t−ơng ứng của I, E vào bảng 2. 4.2.4. Kết thúc phép đo, giảm điện áp nguồn về 0, bấm khoá K tắt nguồn PS, ,Milivon kế điện tử MV và các đồng hồ vạn năng hiện số, rút các phích cắm ra khỏi ổ điện 220V, tháo mạch điện, xắp xếp các dụng cụ gọn gàng. iV. Tính toán kết quả 1. Tính điện trở R0 : Từ các số liệu trong bảng 1, tính giá trị điện trở Rp của dây tóc đèn ở nhiệt độ phòng tp theo công thức ( 7 ). Từ đó tính điện trở R0 theo công thứ c (7a). Các giá trị nh− nhau của Rp chứng tỏ dòng điện đo đủ nhỏ để không làm tăng nhiệt độ của dây tóc đèn. 2.Tính Rt và nhiệt độ T của dây tóc đèn.  Từ các số liệu trong bảng 2, tính giá trị điện trở Rt của dây tóc đèn theo công thức ( 7 ).Thay Ro và Rt vào công thức ( 8 ) để tính T, rồi ln T.  Tính lnE và ghi vào bảng 2. 3. Vẽ đồ thị ln E ~ ln T. 4. Xác định n từ đồ thị , rút ra nhận xét và kết luận V. Câu hỏi kiểm tra 1. Nêu định nghĩa của bức xạ nhiệt. Thế nào là bức xạ nhiệt cân bằng ? 2. Phân biệt hệ số phát xạ đơn sắc và năng suất phát xạ toàn phần. Nói rõ ý nghĩa vật lý và đơn vị đo của các đại l−ợng này. V A Đ C P Q + _ _ + _ + 10A 20V Hình 4 6 3. Phân biệt vật đen tuyệt đối và vật xám. Phát biểu và viết biểu thức của định luật Stefan- Boltzmann về bức xạ nhiệt cân bằng của vật đen tuyệt đối. 4. Trình bày ph−ơng pháp nghiệm lại định luật Stefan-Boltzmann trong thí nghiệm này. 5. Tại sao khi thực hiện động tác qui "0" đối với thang đo của vônkế điện tử, ta phải chờ khoảng 4 - 5 phút và phải quay ống che sáng của đầu cảm biến nhiệt điện NĐ lệch đi một chút so với ph−ơng của trục giá quang học G ? 7 Báo cáo thí nghiệm Khảo sát hiện t−ợng bức xạ nhiệt Nghiệm định luật stefan - boltzmann Xác nhận của thày giáo Tr−ờng ........................................ Lớp ...................Tổ ..................... Họ tên ......................................... I. Mục đích thí nghiệm ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ... II. Kết quả thí nghiệm 1. Bảng 1 : Đo điện trở ở nhiệt độ phòng. Nhiệt độ phòng thí nghiệm : t Cp =....................( ) 0 C−ờng độ dòng điện I chạy qua đèn Đ Hiệu điện thế U giữa hai đầu đèn Đ Điện trở của dây tóc đèn ở nhiệt độ phòng I1 = 50 mA U1 = .................mV Rp1 = ..................... ( )Ω I2 = 100 mA U2 = .................mV Rp2 = ..................... ( )Ω I3 = 150 mA U3 = .................mV 3pR = ..................... ( )Ω Tính giá trị điện trở của dây tóc đèn ở nhiệt độ 0 0 C theo công thức (7a) : R R t t p p p 0 21 = + + = = α β. . ........................ ................ ..............( )Ω Bảng 2 : Đo điện trở ở nhiệt độ T và suất nhiệt điện động E t−ơng ứng. U (V) I (A) Rt = U / I T (K) ln T E (mV) ln E 1 2 3 4 5 6 ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ..................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ....................... ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ ........................ 8 Nhiệt độ T tính theo công thức T R R t = + + −       −         273 1 2 4 12 0β α β α 3. Vẽ đồ thị ln E ~ lnT 4. Tính độ dốc n của đồ thị ln E ~ ln T ...................................== αtgn So sánh với giá trị của n = 4 trong công thức ( 5 ) và kết luận : Định luật Stefan - Boltzmann .............................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................ (nghiệm đúng hay không nghiệm đúng )

File đính kèm:

  • pdfBKO-090 Buc xa nhiet.pdf