ХОЁРДУГААР АЖИЛ Дулаан цацралын хуулиудыг судлах

ХОЁРДУГААР АЖИЛ Дулаан цацралын хуулиудыг судлах Ажлын зорилго: Энэ ажлаар дулаан цацралтай танилцах, биеэс цацрах дулааныг судлах, дулаан цацрал нь зайн урвуу квадратын хуулиар буурахыг судлана. Шаардагдах багаж: Цацраг мэдрэгч /бүртгэгч/, дулаан цацралын шоо/леслийн шоо/, Стефан-Больцманы чийдэн, гүйдэл үүсгүүр /12VDC, 3А/, метрийн тууз милливольтметр, цонхны шил, омметр 2ш, вольтметр (0-12В), амперметр (0-3A), Термометр Товч онол: Аливаа бие (хатуу, шингэн, хий)-ийг ямар нэг аргаар өдөөвөл (гэрэл, ЦСД, богино долгионы урттай долгион) атом, молекулууд нь бүхий л боломжтой долгионы урттай цацрал үүсгэнэ. Эдгээр цацралыг люминесценцийн үзэгдэлд хамааруулна. Биеийн температурыг нэмэгдүүлэхэд (халаахад) цацрал үүсдэг. Үүнийг люминесценцийн үзэгдлээс ялгаж дулааны цацрал гэнэ. Дулаан цацралыг тоон талаас нь тодорхойлох үндсэн хэмжигдэхүүн бол туяа цацруулах бүрэн чадвар R юм. Тухайн биеийн туяа цацруулах бүрэн чадвар нь нэгж хугацаанд нэгж гадаргаас цацарч байгаа нийт энергийн 2 2 хэмжээ юм. Нэгж нь: Ж / м с Bm / м. Дулаан цацрал нь янз бүрийн долгионы урттай ( 0 ) цахилгаан соронзон долгионуудаас тогтоно. Тухайн Т температурт байгаа биеийн нэгж гадаргаас нэгж хугацаанд долгионы уртын -ээс d завсарт цацарч байгаа биеийн цахилгаан соронзон долгионы энерги dr r d байна. ( r - пропорционалын коэффициент нь туяа цацруулах чадвар буюу чадварын спектр нягт) Туяа цацруулах бүрэн чадвар R нь янз бүрийн долгионы урттай туяануудын нийлбэр цацрал тул R dr 0 r d болно. Ямар нэг температур дахь биеийн дулааны цацралын спектр нягтын долгионы уртаас 1-р зураг хэрхэн хамаарахыг 1-р зургаар дүрсэлбэл зурвасын талбай нь r d болно. Туяа цацруулах бүрэн чадвар R нь зурсан дүрсийн бүх талбайтай тэнцүү. Тухайн биеийн температур нэмэгдэхэд цацруулах энергийн хэмжээ нэмэгдэнэ. Ямар нэг биед Ф0 гэсэн гэрлийн энерги (гэрлийн урсгал) тусаж байна гэвэл үүний нэг хэсэг Ф2 нь тухайн биед шингээгдэх ба нөгөө хэсэг Ф1 нь тэр биеийн гадаргаас ойх ба зарим хэсэг Ф3 нь нэвтэрч гарна. Энэ гурван хэсгийн нийлбэр биед туссан анхны гэрлийн урсгалтай (энергитэй) тэнцүү, өөрөөр хэлбэл: Ф0 Ф1 Ф2 Ф3 (1) Ф1 1. (туссан туяаны хэдэн хувийг ойлгож байгааг илэрхийлнэ) Ф0 Ф2 2. ( туссан туяаны хэдэн хувийг шингээж байгааг илэрхийлнэ) Ф0 Ф3 3. t (туссан туяаны хэдэн хувийг нэвтрүүлж байгааг илэрхийлнэ) Ф0 Тэгвэл (1) тэнцэтгэл 1 t болно. t нь тухайн бие хэр зэрэг тунгалаг болохыг тодорхойлох бөгөөд биеийн зузаанаас хамаарна. Ихэнх биеүд тунгалаг биш байдаг учир

t 0 гэж үзнэ. Энэ үед нь 1 болно. Туяа нэвтрүүлэх коэффициент тэгтэй тэнцүү байх тийм биеийн ойлгох чадвар уг биеийн төлөв, бүтэц, гадаргын байдлаас хамаарна. Хэрэв 1, 0 бол (туссан гэрлийн энергийг бүгдийг нь ойлгодог) ийм биеийг абсолют цагаан бие гэнэ. Оптик шинжээр ийм бие байхгүй. Абсолют цагаан биед шинэхэн орсон цасыг тооцож болно. 0, 1 (туссан гэрлийн энергийг бүгдийг нь шингээдэг) бол абсолют хар бие гэнэ. Абсолют хар биед хөө хамаарагдана. Шингээх чадвар нь бүх долгионы уртын хувьд нэгээс бага биеийг саарал бие гэнэ ( 1 ). Цацруулагчийн дулааны өдөөлтөөс болж үүсэх түүний цахилгаан соронзон цацралыг дулаан цацрал гэдэг. Хатуу биеийн дулаан цацрал нь түүний электронууд нь дулааны хөдөлгөөнөөр өдөөгдсөн төлвүүдэд шилжиж дараа нь фотоныг цацруулж бага энергит төлөвт орох буюу өөрөөр хэлбэл биеийн дотоод энерги дулаан цацрал болж хувирдаг. Иймд цацруулсан биеийн температур буурна. Бие дулаан цацрал гаргахын зэрэгцээгээр мөн дулаан цацралыг шингээдэг. Энэ тохиолдолд цацралын энерги уг биеийн атом молекулуудын дулааны энерги болж хувирна. Иймд цацралыг шингээсэн биеийн температур ба долгионы урт -аас нилээд нарийн төвөгтэй хамааралтай, мөн цацралын спектрийн дагуух энергийн түгэлт температураас хамаарч өөрчлөгддөг. Дулаан цацралын хуулиуд нь Стефан-Больцманы хууль, Кирхгофын хууль, Релей-Джинсийн хууль, Винийн шилжилтийн хууль, Хар биеийн цацралын Планкийн томъѐо зэрэг болно. Дулааны энерги нэг биеэс нөгөөд шилжихдээ дулаан дамжуулал, конвекцоор явагдахаас гадна ямар ч завсрын орчин шаардахгүйгээр дулаан цацралаар явагдана. Жишээлбэл: нарны гадаргаас манай дэлхий рүү дулаан цацралаар их хэмжээний дулааны энерги сансрын хоосон орчин дундуур дамжин ирдэг. Дулаан цацралын Больцманы хуулиар биеийн нэгж гадаргуугаас нэгж хугацаанд гарч байгаа дулаан цацралын эрчим буюу энергийн урсгалын нягт нь түүний температурын 4 зэрэгт пропорциональ болно. 4 R c (саарал биеийн хувьд) 8 2 4 5.67 10 Вт / м К Туршлагад хэрэглэх багаж хэрэгслийн тухай Стефан-Больцманы тогтмол Цацрал мэдрэгч (бүртгэгч D-8553) нь тусч буй дулаан цацралын харьцангуй эрчмийг хэмжих зориулалттай. Цацрал мэдрэгч элемент өчүүхэн термобагана нь цацралын эрчимд пропорциональ цахилгаан потенциалын ялгавархүчдлийг гаргана. Термобаганы спектрийн мэдрэмж нь инфра улаан мужид (0.5-40мкм) ерөнхийдөө ижилхэн тогтмол ба гаргаж буй хүчдэл нь микровольтоос 100 милливольтын мужид оршино. Цацрал мэдрэгчийг гараар барьж хэмжилт явуулж болохоос гадна байршлын нилээд нарийн хэмжилт шаардлагатай үед түүнийг штатив дээр 2-р зураг. Цацрал мэдрэгч суулгаж байрлуулах хэрэгтэй. Цацрал мэдрэгчийн амны хаалтыг түүний цагирагийг урагш хойшоо гулсуулан нээж хаадаг. Туршилтын үед хэмжилт хийгдээгүй байхад цацрал мэдрэгчийг хаалттай байлгах хэрэгтэй. Энэ нь термобагана харгалзах холбоосууд дахь температурын зөрүүг багасгах ба ингэснээр цацрал мэдрэгчийн мэдрэх чадварыг өөрчлөлтөнд оруулахгүй. Анхаарах зүйл: Хаалтыг нээж хаах явцад анхааралгүйгээр цацрал мэдрэгчийн байршлыг өөрчилж болно. Иймээс мэдрэгчийн байрлал чухал үүрэгтэй туршилтуудад зориулж хар өнгөтэй 2 хөөсөн жижиг тусгаарлагч хаалт хуудас энд

хэрэглэхээр бэлтгэсэн. Энэхүү дулаан тусгаарлагч хаалт хуудсыг хэмжилт аваагүй үед цацрал мэдрэгчийн амны урд байрлуулах хэрэгтэй. Мэдрэгчийн урд аманд байрлуулсан 2 төмөр шон нь термобаганыг хамгаалах үүрэгтэйгээс гадна цацрал үүсгүүрээс тодорхой давтагдах зайд термобаганыг байрлуулах заалтуур болж өгнө. Температурын завсар: -65-аас +85 0 С Максимум тусах чадал: 0,1 Вт/см 2 Спектрийн мэдрэмж: 0,6-аас 30мкм Гаралтын сигнал: 10 6 -аас 10-1 Вт/см 2 завсарт шугаман Стефан-Больцманы чийдэн Стефан-Больцманы чийдэн D-8555 нь дулаан цацралын өндөр температуртай үүсгүүр болно. Энэ чийдэнг өндөр температур дахь Стефан-Больцманы хуулийг 4 зэрэгтэй харьцуулахад хүрээлэн байгаа орчны температурыг судлахад хэрэглэж болно. Чийдэнгийн утасны өндөр температурын 4 зэрэгт нь хайхрахгүй орхиж болохоор бага тул туршилтын үр дүнд шинжилгээ хийх явдал хялбарчлагддаг. Чиглүүлэлтийг сайн хийж өгвөл чийдэнгийн утас нь дулаан цацралын нэгэн үүсгүүрийн сайн загвар ч болж чадна. Иймээс зайн квадрат урвуу хуулийг судлахад түүнийг ашиглаж болдог. Чийдэнгийн чадлыг (максимум V 13B, гүйдлийн хүч Imin 2A 3A) өөрчилж тохируулах замаар чийдэнгийн утасны температурыг 3000 0 С орчим болтол халааж болно. Чийдэнгийн хүчдэл ба гүйдлийн хүчийг нарийн нямбай хэмжиж аваад утасны температурыг тодорхойлно. Чийдэнг тогтмол гүйдэл үүсгүүр AC/DC LV (SF-9584) буюу түүнтэй ижил 13В максимум хүчдэл, 3А максимум гүйдэл үүсгүүрээр тэжээнэ. 3-р зураг. Стефан-Больцманы чийдэн Анхаарах зүйл: Чийдэнг залгах хүчдэл хэзээ ч 13В-оос хэтэрч болохгүй. Илүү хүчдэл өгвөл чийдэнгийн утас шатна. Дулаан цацралын шоо Леслийн шоо D-8554A нь 4 өөр цацруулагч гадаргуутай бөгөөд тэдгээрийг тасалгааны температураас эхлээд 120 0 С хүртэл халаах боломжтой. Шоог 100Вт-ын чийдэнгээр халаадаг. Залгуурыг гүйдэл үүсгүүрт залгаад асаах товчлуурыг ON дээр тавина. Дараа нь халаалтын хэмжээг нэмэгдүүлэхийн тулд Low, High гэсэн товчлуурыг цагийн зүүний дагуу эргүүлнэ. Шооны температурыг хэмжихдээ Омметрийг HERMISOR гэсэн бичигтэй залгуурт залгана. Эсэргүүцлийг хэмжиж аваад шоон дээр өгөгдсөн хүснэгтийг ашиглан эсэргүүцлийн утгыг температурт шилжүүлэх хэрэгтэй. 4-р зураг. Стефан-Больцманы чийдэн Хэмжилт хийхэд анхаарах зүйл: Дасгал 1. Дулаан цацралын удиртгал Хэрвээ лабораторийн ажлын цаг богино бол лабораторийн ажил эхлэхээс 20 минутын өмнө реостатын /чадлын/ заалтыг 5 дээр тавиад шоог хэмжилт эхлэхээс өмнө урьдчилан халаавал ашигтай. (Хамгийн хурдан арга бол заалтыг дээд хязгаар дээр нь

тавиад 45 минутын турш шоог урьдчилан халаагаад дараа нь чадлыг бууруулахдаа температурыг түргэн багасгахын тулд жижиг сэнсээр үлээлгүүлбэл зохино. Дулааны тэнцвэр сэнс залгаастай үед л үүснэ гэдгийг санах хэрэгтэй). Энэ туршилтын 1 ба 2-р хэсгийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэж болно. Цацралын шоо 1-р хэсэгт заагдсан заалтууд бүр дээр шоо дулааны тэнцвэрт орохыг хүлээх завсарт 2-р хэсгийн хэмжилтүүдийг авах хэрэгтэй. Цацрал мэдрэгчийг ашиглахдаа хэмжилт яг хийгдэх хэдхэн секундээс бусад үед нь түүнийг халуун биеэс тусгаарлагчаар халхалж байх ѐстой. Энэ нь термобагана халах явдлаас хамгаалж тэгсэнээр температурын эхлэл шилжих, хүчдлийн заалт буруу өөрчлөгдөх явдал үгүй болно. 1-р хэсэг. Янз бүрийн гадаргаас дулаан цацрал 1. 5-р зурагт харуулснаар Омметр ба милливольтметрийг залга. 2. Дулаан цацралын шоог залгаж чадлын заалтыг HIGH дээр тавь. Омметрийн заалтыг ажиглаж бай. Заалт 40 ком-оос хэтэрмэгц чадлын заалтыг 5 дээр тавина. (Хэрэв шоог урьдчилан халаасан бол чадлын заалтыг шууд 5 дээр тавина). 3. Шоо дулааны тэнцвэрт хүрэхэд омметрийн заалт харьцангуй нэгэн тодорхой утгын ойролцоо 5-р зураг хэлбэлзэхэд шооны 4 тал тус бүрээс цацруулж буй дулаан цацралыг хэмжихийн тулд цацрал мэдрэгчийг ашиглана. Цацрал мэдрэгчийг шооны талуудад тулгаж тавиад хойно өгөгдсөн харгалзах хүснэгтэнд тэмдэглэнэ. Шооны ѐроол дээр байгаа хүснэгтийг ашиглан харгалзах температурыг тодорхойлно. 4. Чадлын заалтыг эхлээд 6.5, дараа нь 8, тэгээд HIGH дээр тавьж заалт тус бүр дээр шоо дулааны тэнцвэрт орохыг хүлээж байгаад өмнөх хэмжилтүүдийг давтан гүйцэтгээд 1 ба 2-р хүснэгтэнд бичнэ. Хэмжилтийн хүснэгт 1.1. Өгөгдөл ба тооцоо Чадал 5 Чадал 6.5 Чадал 8 Чадал 10 Температур... C Температур... C Температур... C Температур... C Хэмжилтийн хүснэгт 1.2 Заалт (мв) Сенсоры н Заалт (мв) Заалт (мв) Хар Хар Хар Хар Цагаан Цагаан Цагаан Цагаан Заалт (мв)

Шалгах асуултууд: 1. Гаргаж буй цацралынх нь дарааллаар дулаан цацралын шооны гадаргуудыг нэрлэ. Энэ дараалал температураас хамааралгүй юу? 2. Цацралыг сайн шингээгч бие (гадаргуу) сайн цацруулагч бие байна гэдэг ерөнхий хууль мөн үү? Тайлбайрла. 2-р хэсэг. Дулаан цацралын шингээлт ба нэвтрүүлэлт Тасалгаанд байгаа янз бүрийн биесийн дулаан цацралын харьцангуй утгыг шалгахын тулд цацрал мэдрэгчийг ашигла. Тусгай цаасан дээр ажиглалтаа эмхэтгэсэн хүснэгтийг хий. Доор байгаа асуултуудад хариулахад өөрт чинь тус нэмэр болох хэмжилтүүдийг хий. 1. (цацрал мэдрэгчийг) шооны хар гадаргаас ойролцоогоор 5 см зайд байрлуулж милливольтметрийн заалтыг тэмдэглэж ав. Чийдэнгийн шил ба сенсорын хооронд цонхны шилийг байрлуул. Цонхны шил дулаан цацралыг идэвхтэй хааж чадаж байна уу? 2. Цацралын шооны тагыг аваад (эсхүл Стефан-Больцманы чийдэнг ашигла) тэгээд хар гадаргын оронд цулгуй чийдэнгийн асаалттай шил хэрэглэн хэрэглээд 1-ээс эхлээд хэмжилтийг давтан явуул. Бусад материалууд дээр мөн давтан хий. Янз бүрийн гадаргын дулаан цацрал чадал Хэмжилтийн хүснэгт 1.3. Өгөгдөл ба тооцоо Чадал 5 Чадал 6.5 Чадал 8 Чадал 10 Температур... C Температур... C Температур... C Температур... C Хэмжилтийн хүснэгт 1.4 Заалт (мв) Сенсоры н Заалт (мв) Заалт (мв) Хар Хар Хар Хар Цагаан Цагаан Цагаан Цагаан Заалт (мв) Хэмжилт хийсэн:...он...сар...өдөр Багшийн гарын үсэг... Шалгах асуултууд: 1. Янз бүрийн объектууд (биес) ойролцоо ижилхэн температурт өөр өөр хэмжээтэй цацралыг гаргах уу? 2. Та өөрийнхөө тасалгааны дотороос дулаан цацралыг хаадаг (нэвтрүүлдэггүй) материалыг олж нэрлэж чадах уу? Мөн дулаан цацралыг хаадаггүй (сайн нэвтрүүлдэг) материалыг олж нэрлэнэ үү? (Жишээлбэл таны хувцас таны биеэс гарч буй дулаан цацралыг сайн хаах /барих/ уу?). 3. Таны хэмжилтийн үр дүнгээс цонхоор дулаан алдах үзэгдлийн талаар ямар дүгнэлт, санал гарч байна бэ? 4. Хүлэмжийн эффектийн талаар таны хэмжилтийн үр дүнгээс ямар дүгнэлт, санал гарсан бэ? Ажлын (тооцоололт ба хамгаалалтын) ерөнхий үнэлгээ.../ /

6-р зураг Дасгал 2. Зайн квадратын урвуу хууль 1. Багажийг 6-р зурагт үзүүлсэнээр угсрана. 2. Чийдэн унтраастай байхад сенсорыг метрийн шугамын дагуу шилжүүлээд 10 см бүрд милливольтметрийн заалтыг бичиж ав. 3. Чийдэнгээ залгаж хүчдлийг 10В дээр тавь. Анхаарах нь: Хүчдлийг 13В-оос хэтрүүлж болохгүй. 4. Сенсор ба чийдэнгийн хоорондох зайг 2.2-р хүснэгтэнд өгөгдсөн утга бүр дээр авч милливольтметрийн заалтыг аль болох түргэн хугацаанд авна. Энэ үед сенсорын температурыг тогтмол байлгахын тулд түүнийг дулаан тусгаарлагчаар чийдэнгээс халхлах хэрэгтэй. Хэмжилтийн хүснэгт 2.1 Хэмжилтийн хүснэгт 2.2 Х Орчны цацралын түвшин (см) (мв) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Орчны дундаж дулаан цацралын түвшин = Хэмжилт хийсэн:...он...сар...өдөр X /см/ 3.5 5.5 7.5 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 Цацрал /mv/ 1/x 2 /см 2 / Цацрал-орчин /mv/ Багшийн гарын үсэг...

Тооцоо: 1. Х-ийн утга бүрд 1/х 2 утгыг бодож түүнийгээ 2.2-р хүснэгтэнд бич. 2. Орчны цацралын түвшний дундаж утгыг хэмжилт бүрийн утгуудаас хасч 2.2-р хүснэгтэнд бич. 3. Тусгай цаасан дээр 2.2-р хүснэгтийн 1 ба 4-р баганын утгуудаар цацралын түвшин үүсгүүр хүртэлх зайнаас хамаарах хамаарлын график байгуул. Цацралын түвшний утгуудыг ординат /У/ тэнхлэг дээр ав. 4. Хэрвээ энэхүү байгуулсан график нь шугаман бус байвал 2.2-р хүснэгтийн 3 ба 4-р баганын утгуудаар цацралын түвшин, 1/х 2 -аас хамаарах хамаарлын график байгуул. Шалгах асуултууд: 1. Энэ 2 графикийн аль нь шугаман хамааралтай илүү төстэй байна вэ? 2. Зайн квадратын урвуу хамаарлын хууль нь дулаан цацралын цэгэн үүсгүүрээс нэгж талбай дээр ирж тусч буй цацралын энерги энэхүү талбайгаас цэгэн үүсгүүр хүртэлх зайн квадратад урвуу хамааралтай болохыг харуулдаг. Хэмжилтийн чинь үр дүн энэ хуулийн үнэн болохыг харуулж чадав уу? 3. Стефан-Больфманы чийдэн яг дулаан цацралын цэгэн үүсгүүр байж чадах уу? Хэрвээ тийм бус бол энэ нь таны хэмжилтийн үр дүнд яаж нөлөөлөх вэ? Та энэ нөлөөг өөрийн хэмжилтийн үр дээрээс /график/ олж байна уу? Ажлын (тооцоололт ба хамгаалалтын) ерөнхий үнэлгээ.../ / Дасгал 3. Стефан-Больцманы хууль (өндөр температурт) Товч онол: Стефан-Больцманы хууль халуун объектын (биеийн) нэгж гадаргуугаас цацруулж буй чадал R ба объектын температур Т-ийн хоорондох холбоог тогтоодог. Энэ хуулийн математик тэгшитгэл нь: 4 R 8 Вт 5.67 10 - Стефан-Больцманы тогтмол. Энэ туршилтанд халуун объект, өөрөөр 2 4 м К хэлбэл Стефан-Больцманы чийдэнгээс янз бүрийн температурт нэгж гадаргуугаас цацруулж буй харьцангуй чадлыг хэмжинэ. Хэмжилтийн үр дүнгээс цацруулж буй чадал нь биеийн температурын 4 зэрэг /Т 4 /-т пропорциональ байдгийг шалгах боломжтой. Чийдэнгээс гарч байгаа дулаан цацралын гол хэсэг нь түүний улайссан утаснаас цацарна. Утасны температурыг дулаан цацралын шоо, Стефан-Больцманы чийдэн бүлгүүдэд яригдсан аргаар тодорхойлно.

Хэмжих дараалал: 1. Чийдэнг залгахын өмнө Т ref тасалгааны температурыг Кельвиний хуваариар 0 / K C 273/ мөн чийдэнгийн утасны тасалгааны температур дахь эсэргүүцэл R ref хэмжиж авна. Үр дүнг хойно өгөгдсөн 3.1-р хүснэгтийн дээд талд байгаа зайнд бичнэ. 2. 3.1-р зурагт үзүүлснээр багаж хэрэгслүүдийг холбож угсар. Анхаарах зүйл: Чийдэнгийн хүчдлийг 13В-оос хэтрүүлж болохгүй. Их хүчдэлд чийдэнгийн утас шатна.вольтметр нь Стефан-Больцманы чийдэнгийн яг гаралтын 2 үзүүр дээр залгагдах ѐстой. Цацралын сенсорыг чийдэнгийн утастай нэг ижилхэн өндөрт, утаснаас сенсорын урд талыг ойролцоогоор 6см зайд байрлуул. Термобаганы оролтын өнцөгт чийдэнгээс ойрхон ямар ч өөр бусад объект байх ѐсгүй. 3. Гүйдэл үүсгүүрийг залга. 3.1-р хүснэгтэд өгөгдсөн хүчдлийн утгуудыг дараалан тавь. Хүчдлийн утга бүр дээр амперметрийн заалт, милливольтметрийн заалт R ad ыг уншиж тэмдэглэж ав. Чухалчлах зүйл: заалт бүрийг түргэн бичиж ав. Хэмжилтүүдийн завсарт чийдэн ба сенсорын хооронд дулаан тусгаарлагч хөөсөнцрийг мөнгөлсөн талыг нь чийдэн рүү харуулан байрлуулж тавина. Ингэснээр сенсорын температур харьцангуй тогтмол байна. 7-р зураг Өгөгдлүүд ба тооцоо: 1. Хүснэгтэд бичигдсэн хүчдлийн утга бүрт чийдэнгийн утасны эсэргүүцэл R-ийг V тооцоолж бод. R. Үр дүнг 3.1-р хүснэгтэд бич. I 2. Хүчдлийн утга бүрт мөн чийдэнгийн утасны температурт Т-г өмнө яригдсан журмаар хэмжиж тодорхойл. Тооцооны дүнг 3.1-р хүснэгтэд бич. 3. Т-ийн утга бүрт Т 4 -ийг бодож одоод утгуудыг.1-р хүснэгтэд бич. 4. Тусгай цаасан дээр R ad -ийн Т 4 -ээс хамаарах графикийг байгуул. R ad -ийн утгыг ординат /У/ тэнхлэг дээр ав. 3 1 4.5 10 K 0 ref /тасалгааны температур/= К ( K C 273) R ref / ref дэх чийдэнгийн утасны эсэргүүцэл/ = ом

Хэмжилтийн хүснэгт 3.1 Өгөглүүд Өгөгдлүүд V/B/ I/A/ R ad /mb/ R/ом/ /K/ 4 /K 4 / 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 Хэмжилт хийсэн:...он...сар...өдөр Багшийн гарын үсэг... Шалгах асуултууд: 1. R ad ба Т-ийн хооронд ямар хамааралтай байна вэ? Энэ харьцаа хэмжилтийн бүх хэсгүүдэд хадгалагдаж байна уу? 2. Стефан-Больцманы хууль гагцхүү төгс хар биеийн дулаан цацралд хүчин төгөлдөр байдаг. Төгс бие хар бие дээрээ тусч бүх цацрагуудыг бүрэн шингээдэг объект. Чийдэнгийн утас яг төгс хар бие мөн үү? 3. Чийдэнгийн утаснаас өөр бусад ямар дулаан цацралын үүсгүүр хэмжилиэнд нөлөөлж болох вэ? 4. Ажлын (тооцоололт ба хамгаалалтын) ерөнхий үнэлгээ.../ / Дасгал 4. Стефан-Больцманы хууль (нам температурт) 4 Товч онол: Дасгал 3-д Стефан-Больцманы хуулийг / R rad s / чийдэнгийн улайссан өндөр температуртай утаснаас гарч байгаа дулаан цацрал дээр авч судалсан. Ийм өндөр температурт (ойролцоогоор 100-аас 3000К хүртэл) харьцуулахад орчны температур нь ихээхэн бага тул түүнийг хайхрахгүй байж болно. Харин энэ лабораторийн ажилд бид дулаан цацралын шоог ашиглан бага температурт Стефан-Больцманы хуулийг судлана. Бага температурт орчны температурыг тооцохгүй байж болдоггүй. Хэрвээ цацралын сенсорын (мэдрэгчийн) термобагана нь абсолют тэг температурт оршин байсан бол тэр нь түүн дээр тусч буй цацралын эрчимд пропорциональ хүчдлийг гаргах байсан. Гэвч термобагана нь абсолют тэг биш температурт (тухайлбал тасалгааны)-т орших тул тэр нь өөрөө бас дулаан цацрал гаргана. 4 Стефан-Больцманы хууль ѐсоор термобаганын дулаан цацралын чадал Rdet s det учир сенсорын гаргаж буй хүчдэл нь тусч буй цацрал, түүний өөрийнх нь гаргаж байгаа цацралын ялгаварт пропорциональ, үүний математик илэрхийлэл нь: 4 4 R R R s( ) net rad det Хэмжилт аваагүй үед сенсорыг цацралын шооноос хэдийчинээ л нямбай сайн халхалж чадаж байвал Т det нь тасалгааны температур ( rm )-тэй ойрхон авна. det

Хэмжих дараалал: 1. 8-р зурагт үзүүлснээр туршлагын багажуудыг холбоно. Цацралын сенсорыг шооны цацрал сайн гаргадаг аль нэг гадаргынх нь (хар ба цагаан) төв рүү шууд чиглүүлж байрлуул. нүүр нь шооны гадаргуутай параллель, түүнээс 3-4 см зайд байрлах ѐстой. 2. Дулааны цацралын шоог холдуулаад тасалгааны температур дахь термисторын эсэргүүцэл R rm -ийг хэмжиж авна. Энэ утгаа доорх хэмжилтийн зайд бич. 3. шоо руу харуулж тавьж дулаан ойлгогч хаалтыг шооноос дулаан цацралыг тусгаарла. 4. Цацралын шоог залгаж залгаад хүчдлийн 10В дээр тавь. 5. эсэргүүцэл тасалгааны температураас 10 0 С дээгүүр зааж байвал гүйдэл үүсгүүрийг температурыг алгуурхан өөрчлөгдөхөөр салгаад омметрийн болон буюу милливольтметрийн заалтыг уншаад тэмдэглэж авна. Дулаан тусгаарлагчийг богино хугацаанд зайлуулаад омметр ба милливольметрийн заалтыг бараг зэрэг шахам тэмдэглэ. Энэ утгуудаа 4.1-р хүснэгтэд бич. 6. Дулаан хаагчийг буцааж байрлуулаад шооны чадлыг 10 дээр тавь. Температур дахиад 10-15 0 С-ээр нэмэгдүүлэхэд максимум температур хүртэл 5-д заасан хэмжилтийг давтан хий. Өгөгдөл ба тооцоо: 8-р зураг R red Тасалгааны температур rm = 0 C= K R rm = Ом Хэмжилтийн хүснэгт 4.1 Өгөгдлүүд Тооцоо R(y) R ad (mv) c ( C ) k (Ом) 4 (K 4 ) k (K 4 ) 4 4 k rm 1. Дулааны цацралын шооны температур Т с -ийг суурь дээрхи хүснэгтийг ашиглан термисторын эсэргүүцлийн хэмжилт бүрд харгалзах температурыг Цельсийн градусаар тодорхойл. 4 2. Т к -ийн утга бүрд k -ийг бодож олоод хүснэгтэд бич. 4 4 3. Т к -ийн утга бүрд -ийг тооцоолон хүснэгтэд бич. k rm 4 4 4. Тусгай цаасан дээр R ad -ийн ( k rm )-ээс хамаарах графикийг байгуул. R ad нь хамаарах хувьсагч (У тэнхлэг) байх ѐстой. Хэмжилт хийсэн:...он...сар...өдөр Багшийн гарын үсэг...

Шалгах асуултууд: 1. Нам температур дахь Стефан-Больцманы хуулийн график ямар хэлбэртэй байна вэ? 2. Энэ график шугаман хамааралтай байна уу? Энэ график дээр ямар хазайлт байгааг заа. 3. Абсолют хар биеийн температурыг 2 дахин ихэсгэвэл түүний бүрэн цацруулах чадвар нь хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? a) 2 дахин ихсэнэ b) 8 дахин ихсэнэ c) 16 дахин ихсэнэ 4. Абсолют хар биеийн температурыг 2 дахин ихэсгэвэл түүний максимум цацруулах чадвар нь хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? a) 2 дахин багасна b) 16 дахин ихсэнэ c)32 дахин ихсэнэ 5. Абсолют хар биеийн температурыг 3 дахин бууруулахад түүний цацруулах чадвар нь хэд дахин өөрчлөгдөх вэ? a) 9 дахин багасна b) 3 дахин ихсэнэ c) 81 дахин ихсэнэ 6. Задгай сансарт улайссан биетийг байрлуулбал хөөрөх үү? Яагаад? a) Үгүй, учир нь агааргүй тул дулаан дамжихгүй b) Хөөрнө, учир нь сансар маш хүйтэн учир дулаан хурдан дамжина c) Хөөрнө, дулаан цацаргалтаар энергиэ алдана 7. Абсолют хар биеийн шингээх чадвар a ямар байх вэ? a) a 1 b) a 1 c) a 0 8. Абсолют хар биеийн температур өсөх үед түүний цацаргах чадварын максимумд харгалзах долгионы урт яаж өөрчлөгдөх вэ? a) Цацрал өсөж, өнгө нь өөрчлөгдөнө. b) Долгионы урт ихсэнэ. c) Цацаргах чадвар өсөх боловч долгионы урт хэвээр. d) Долгионы урт багасна. 9. Абсолют хар биеийн температурыг 3 дахин ихэсгэвэл цацралын максимумд харгалзах долгионы урт нь хэд дахин өөрчлөгдөх вэ? a) 3 дахин ихсэнэ b) 9 дахин ихсэнэ c) 3 дахин багасна 10. Биеийн температурыг 2 дахин бууруулахад нэгж талбайгаас цацруулах дулааны цацаргалтын энерги хэд дахин буурах вэ? a) 2 дахин b) 4 дахин c) 8 дахин d) 16 дахин 11. Туйлийн хар бие хөө мөн үү? a) Биш b) Мөн 12. Шөнө яагаад хүйтэн болдог вэ? a) Өдөр халсан биеүүдийн дулаан дэлхийн цөм рүү шилждэг. b) Хүйтэн агаарын урсгал орж ирдэг. c) Дулааны цацрагаар сансарт дулаанаа алддаг. 13. Яагаад дэлхийн цөм халуун хайлмаг байж газрын гадарга халдаггүй вэ? a) Цөмөөс гадарга хүртэл их зузаан учир b) Дэлхийн давхаргууд дулаан дамжуулдаггүй c) Цөмөөс дулааны энерги ирдэг ч, дэлхийн гадаргуугаас сансарт цацрагаар алдагддаг. 14. Хүний биеийн температуртай ижил Т=310 0 К температуртай абсолют хар биеийн цацаргалтын спектр дахь цацаргах чадварын максимумд харгалзах долгионы урт хэд байх вэ? (Винийн тогтмол С 1 =2.9 10-3 м к) a) 9. 3мм b) 0. 93мкм c) 93мкм d) 9. 3мкм Ажлын (тооцоололт ба хамгаалалтын) ерөнхий үнэлгээ.../ /