237
13-laboratoriya ishi
STEFAN-BOLSMAN QONUNI: “QORA JISM” NURLANISH
INTENSIVLIGINING TEMPERATURAGA BOGʻLIQLIGINI OʻLCHASH
(
Qoʻshimcha foydalanish uchun adabiyotlar: 19, 21, 23, 24, 53, 54, 56, 57.
)
Tajriba maqsadi:
Moll
termoelementidan foydalanib, 300-750 K temperaturalar
intervalida “qora jism” detallari bor elektr pechdagi nurlanishning nisbiy
intensivligini oʻlchashni amalga oshirish. Stefan-Bolsman
qonunini tekshirish
uchun nurlanish intensivligining absolyut temperaturaga bogʻliqligi grafigini
tuzish.
Qisqacha nazariya:
Barcha jismlar issiqlik nurlantiradi. Bu issiqlik elektromagnit
nurlanishning intensivligi temperatura ortishi bilan ortadi va hamda shu jismning
sirtiga ham bogʻliq. Berilgan toʻlqin uzunligida, u nurni qanchalik yaxshiroq yutsa,
shunchalik koʻproq issiqlik nurlantiradi.
Barcha toʻlqin uzunlikli issiqlik nurlanishini yutuvchi jism absolyut qora jism deb
ataladi. Aynan Kirxgoff birinchi boʻlib, berk boʻshliqdan virtual absolyut qora jism
sifatida foydalanishni taklif qilgan. Absolyut
qora jism eng katta yutish
koeffitsiyentiga ega va shu bilan, berilgan temperaturada va toʻlqin uzunlikda
maksimal mumkin boʻlgan nurlantirishga ega.
Stefan-Bolsman qonuni absolyut qora jismning umumiy
chiqarayotgan nurlanishi
T absolyut temperaturaning toʻrtinchi darajasiga proporsional ekanligini
tasdiqlaydi. Yanada aniqroq nurlanish manbasining nurlanuvchanligi M, ya′ni
sirtning bir tomonidagi nurlanishning umumiy quvvati nurlanayotgan sirt sohasiga
nisbatan quyidagidan aniqlanadi.
𝑀 = 𝛼 𝑇
4
(4.20)
(
𝛼
= 5.67
.
10
-8
(VtGʻm
2
) Stefan-Bolsman doimiysi)
Shu vaqtda absolyut qora jism atrof muhitdan nur ham yutadi. Shunday qilib biz M
umumiy nurlanuvchanlikni emas, anigʻi absolyut qora jism nurlanishidan olingan
𝑀
𝐼
nurlanish manbasining nurlanuvchanligini oʻlchaymiz. Atrof muhitdan yutilgan
nurlanishning nurlanuvchanligi quyidagiga teng:
238
𝑀
0
= 𝛼 𝑇
0
4
(4.21)
Shuning uchun, quyidagini yozish mumkin:
𝑀
𝐼
=
𝛼
(
𝑇
4
-
𝑇
0
4
) (4.21)
Mazkur tajribada “absolyut qora jism” sifatida elektr pechdan foydalaniladi.
Absolyut qora jism detallari jilvirlangan mis silindr va ekrandan iborat.
Bir uchi
izolyasiya qilingan mis silindr, elektr pechga kiritiladi va talab qilingan
temperaturagacha qizdiriladi. Zarur boʻlganda suv bilan sovutiladigan ekran elektr
pechning oldiga shunday oʻrnatilganki, qaynoq pechkaning
tashqi devorlarining
nurlanishini emas, faqat jilvirlangan silindrning issiqlik nurlanishini oʻlchash
mumkin. Temperatura datchigi NiCr-Ni mis silindrdagi temperaturani oʻlchash
uchun qoʻllaniladi.
Issiqlik nurlanishi mikrovoltmetrga ulangan Moll termoelementidan foydalanib
oʻlchanadi. Termoelement ulangan termojuftliklar seriyasidan tashkil topgan.
Oʻlchanayotgan nuqtalar tushayotgan nurni toʻliq yutadi, qiyoslash nuqtalari esa
atrof muhit temperaturasida boʻladi.
Biz shunday qilib, termoelektrik
batareyalarning chiqish kuchlanishini nurlanish manbasining
𝑀′
nisbiy
nurlanuvchanligi oʻlchovi sifatida olishimiz mumkin.
Do'stlaringiz bilan baham: