Sprawdzanie prawa Stefana-Boltzmanna i wyznaczanie stałej C2 we wzorze Plancka / Checking the Stefan-Boltzmann formula and determination of the C2 constant appearing in the Plack's law

 

 

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze zjawiskami związanymi z promieniowaniem cieplnym ciał.

Pierwszym zadaniem jest sprawdzenie prawa Stefana-Boltzmanna. Sprawdzenie dokonane zostaje przez wyznaczenie wykładnika potęgowego we wzorze na zależność temperaturową całkowitej emisji energetycznej. Za pomocą prostego obwodu elektrycznego badana jest zależność całkowitej mocy wydzielonej na żarówce od oporu żarówki (czyli pośrednio od temperatury włókna). Z uzyskanej krzywej należy następnie odseparować część odpowiadającą stratom mocy na promieniowanie i wyznaczyć poszukiwaną wartość wykładnika.

W drugiej części ćwiczenia wyznaczana jest wartość stałej w wykładniku potęgowym we wzorze Plancka. Wykorzystuje się w tym celu metodę izochromat polegającą na tym, że dla danej długości fali mierzone jest natężenie promieniowania w zależności od temperatury. Źródłem promieniowania jest żarówka z włóknem wolframowym, mająca rozkład widmowy promieniowania zbliżony do rozkładu dla ciała doskonale czarnego. Temperatura włókna mierzona jest za pomocą pirometru. Natężenie promieniowania mierzone jest za pomocą fotopowielacza, dla wybranych długości fal wydzielonych przez monochromator. Krzywa dyspersji monochromatora wyznaczana jest na podstawie zarejestrowanego widma spektralnej lampy rtęciowej.

Z otrzymanych temperaturowych zależności natężeń promieniowania dla kilku długości fal wyznacza się poszukiwaną wartość stałej, a z niej wartość stałej Plancka.

The purpose of the experiment is understanding laws describing the black body radiation and finding the exponent in the Stefan-Boltzmann formula for total radiated power as well as determination of the Planck constant value h.