Temperatura de radiație

Temperatura de radiație Tr este temperatura corpului unui corp negru la care iradiantă R egal iradiantă Rm său a corpului într-o gamă de lungimi de undă largă.

Dacă puterea măsurată emisă de un corp cu o unitate de suprafață într-o gamă suficient de largă de undă și amploarea acestuia în comparație cu corpuluinegru iradiantă, este posibil, folosind formula (11), pentru a calcula temperatura corpului ca

Definită în acest mod va fi suficientă Tp temperatură corespund exact adevărat T temperatură în două condiții:

-sistem optic și detector de lumină trebuie să aibă aceeași sensibilitate într-o gamă largă de lungimi de undă corespunzătoare suprafeței corpului principal radiată.

-raportul de suprafață corporală de absorbție monocromatica ar trebui să fie aproape de unitate.

Pentru corpurile gri drept Ștefan-Boltzmann poate fi scris ca

Substituind această expresie în (17) randamentele

De la (18), care este întotdeauna mai mică decât temperatura reală a radiației pentru un corp gri (Tp

3.2. Temperatura de culoare.

Densitatea spectrală a corpurilor iradianță gri (sau organisme apropiate acestora asupra proprietăților) până la un factor constant (coeficient de absorbție monocromatic) este proporțională cu densitatea spectrală a iradierii unui corp negru. În consecință, distribuția de energie a spectrului unui corp gri este aceeași ca și în spectrul unui corp negru la aceeași temperatură.

Pentru a determina temperatura corpului gri este suficientă pentru a măsura puterea I (# 955 ;, T). unitatea de suprafață a corpului radiat într-un interval îngust spectrală (proporțională cu r (# 955 ;, T)), pentru două valuri diferite. Raportul I (# 955 ;, T) pentru două dependență de lungime de undă este raportul f (# 955 ;, T) acestor unde forma care este dat de formula (5):

Din această ecuație poate fi matematic obține temperatura T. Temperatura culorii astfel obținută se numește. temperatura corpului de culoare, determinat prin formula (19) va corespunde cu adevărat dacă coeficientul de absorbție monocromatic este puternic dependentă de lungimea de undă. În caz contrar, conceptul de temperatura de culoare este lipsită de sens. Temperatura de culoare gri-corp este egală cu temperatură reală și pot fi găsite și din legea de deplasare Wien.

corp temperaturaTts culoare - este temperatura unui corp negru la care distribuția relativă a densității spectrale a iradierii unui corp negru și corpul în cauză cât mai aproape posibil în zona vizibilă a spectrului.

lungimi de undă, de obicei, pentru determinarea temperaturii de culoare este selectat # 955; 1 = 655 nm (culoare roșie) # 955; 2 = 470 nm (albastru-verde).

3.3. Temperatura de luminozitate.

temperatura corpului luminanței Tg este temperatura corpuluinegru la care sa densitate spectrală iradiantă f (# 955 ;, T), pentru care o anumită lungime de undă este egală cu densitatea spectrală, iradiantă r (# 955 ;, T) a corpului pentru aceeași lungime de undă.

Deoarece non-negru densitatea corporală spectrală a radiației la o anumită temperatură este întotdeauna mai mică decât cea a unui corp negru este temperatura corpului adevărat luminozitatea este întotdeauna mai mare.

Așa cum pirometru luminanță utilizat pe scară largă pirometrului dispărând cu filament. Principiul de detectare a temperaturii se bazează pe compararea vizuală a luminozității lămpii cu filament pirometru strălucire de luminozitatea imaginii a obiectului testat. Egalitatea de luminozitate, observat printr-un filtru monocromatic (de obicei, măsurătorile sunt efectuate la o lungime de undă # 955; = 660 nm) este determinată de lampa cu filament pirometric dispariția imaginii pe imaginea de fundal a obiectului fierbinte. Filament pirometru lampa este reostat reglabil, iar temperatura firului este determinată din curba de calibrare sau de masă. Dacă temperatura filamentului este mare, atunci filtrul de densitate neutră este de asemenea folosit pentru a atenua fluxului de radiație.

Să presupunem că am primit ca rezultat al pirometru filamentului de măsurare a luminozității egală și a obiectului în studiu și programul stabilit filament termometru temperaturii T1. Apoi, pe baza formulei (3) se poate scrie:

unde # 945; 1 (# 955 ;, T1) și 945 # 2 (# 955 ;, T2) al coeficienților de absorbție a materialului monocromatic fire pirometru și obiectul testat, respectiv. T1 și T2 - temperatura pirometru filament și obiect. După cum se vede din (20), temperaturile obiect ecuație și filament Pirometrul va avea loc numai atunci când acestea sunt egale cu coeficienții de absorbție monocromatice în spectrul observat # 945; 1 (# 955 ;, T1) = 945 # 2 (# 955 ;, T2). dacă # 945; 1 (# 955 ;, T1)> 945 # 2 (# 955 ;, T2), obținem o temperatură prea scăzută a valorii obiectului, când raportul invers - temperatura umflate.

4. Determinarea constantei Stefan-Boltzmann folosind un pirometru optic

Pentru corpurile reale (nu negru, inclusiv gri) pe baza legii Stefan-Boltzmann poate determina puterea radiației în toată gama de lungimi de undă W:

unde S - aria suprafeței corpului încălzit, # 945; (T) este coeficientul de negru corp real. Este raportul dintre iradierii unui corp real la corpuluinegru iradiantă la aceeași temperatură. Acest raport reprezinta integrala (peste toate lungimile de undă) a coeficientului de absorbție al corpului reale. Pentru corp gri, acest coeficient este coeficientul de absorbție al monocromatice # 945; T. nu depinde de lungimea de undă (introduse anterior în 2.2). Deoarece corpul sursa de raze de căldură poate lua un bec tungsten spirală vid. Consumul de energie curent electric într-un astfel de tub este consumat în primul rând pe radiația termică. lampă Raportul de putere disipată datorită conducției căldurii este mică valoare și poate fi neglijată în balanța energetică globală.

Astfel, pe de o parte, putem determina puterea de radiație a legii lui Joule, pe de altă parte, definesc temperatura filamentului lămpii cu ajutorul unui pirometru optic. Temperatura, măsurată cu un pirometru, este adevărat, pentru că lămpile cu incandescență lampă Pirometrul și studiul realizat din același material - tungsten. Prin urmare, putem scrie:

în cazul în care Il. Ul - curent și tensiune de puterea lămpii. Cunoscând lungimea și diametrul filamentului, precum și emisivitate # 945; (T) din tungsten în regiunea vizibilă a spectrului, este ușor să se calculeze constanta legii Stefan-Boltzmann:

Teoria elementară a Co mptona.

Quantum (corpuscular) proprietate de lumină este prezentată în fenomene precum efectul fotoelectric extern și intern, radiația termică, efectul Compton.

efectul Compton este de a crește lungimea de undă a luminii împrăștiate de substanța electroni liberi sau slab legat, cu radiație # 955; Aceasta depinde de unghiul de imprastiere.

Acest efect este scurt # 955;. Conform conceptelor clasice, electronul în domeniul undei incidente trebuie să varieze cu frecvența undei și radiază în toate direcțiile, undele luminoase de aceeași frecvență. Acest lucru este observat pentru mult timp numai # 955;.

efect Compton poate fi explicată numai prin utilizarea interacțiunii dintre fotoni și electroni. Să împrăștie are loc după cum urmează: incidentul foton absorbit instantaneu de electron, atunci electronul emite un foton de imprastiere.

ZSE pentru acest proces de dispersie are forma - concentrarea energiei fotonilor, - energia restului foton, - disipare fotoni de energie - energia de electroni după disipare. Dacă spulberate, electroni obține o rată mare. Noi folosim teoria relativității:

Conform PCB când dispersate la sistemul electronic - un foton.

Temperatura de radiație

De aici - formula Compton. pentru că . atunci. în cazul în care - Komptonskaya lungime de undă. => Pentru non-împrăștierea unui foton. pentru a disipa -.

articole similare