Astronomick´e praktikum Sluneˇcn´ı konstanta
Download 30.2 Kb. Pdf ko'rish
|
- Bu sahifa navigatsiya:
- Zpracov´an´ı
- Tepeln´a kapacita bolometru
- Tepeln´a kapacita syst´emu bolometr + teplomˇer
- Tepeln´a kapacita teplomˇeru
- Sluneˇcn´ı konstanta
Astronomick´e praktikum Sluneˇcn´ı konstanta Petr ˇSafaˇr´ık Verze vytvoˇrena 10. ˇcervna 2007 Abstrakt Slunce vyd´av´a mnoˇzstv´ı energie. Jeho v ´ykon je aˇz 10 38 W. Kolik z to- hoto v ´ykonu dojde aˇz k n´am, tj. k Zemi? Jak ´y je celkov ´y tok energie ze Slunce (pˇres cel´e spektrum), kter ´y doraz´ı do vzd´alenosti 1AU (ale jeˇstˇe ne- projde Zemskou atmosf´erou), pokud jej pˇrepoˇcteme na 1 m 2 ? My jsme si v — bohuˇzel posledn´ım — praktiku tuto hodnotu urˇcili. Zad´an´ı • Vystavte bolometr sluneˇcn´ımu z´aˇren´ı a zmˇeˇrte ˇcasovou z´avislost teploty. • Zmˇeˇrte plochu bolometru. • Urˇcete tepelnou kapacitu bolometru. Zpracov´an´ı Energii pohlcenou bolometrem urˇc´ıme ze vztahu ∆E ∆t
mc∆T ∆S∆t
kde mc je mˇern´a tepeln´a kapacita bolometru, ∆E je pohlcen´a energie, ∆t je ˇcasov ´y interval, ve kter´em mˇeˇr´ıme a koneˇcnˇe ∆T je zmˇena teploty. Tepeln´a kapacita bolometru Tepelnou kapacitu bolometru urˇc´ıme, jak n´am scripta [3] napov´ıdaj´ı, jako rozd´ıl kapacit syst´emu (bolometr + teplomˇer) a teplomˇeru samotn´eho. Mate- maticky by tato bylo naps´ano: C = U I∆t
∆T kde:
• U = 15, 21 V. . . napˇet´ı na ˇz´arovce • I = 6, 30 mA. . . proud proch´azej´ıc´ı ˇz´arovkou • ∆t
. . . pˇrevr´acen´a hodnota smˇernice z´avislosti T = f (t) Tepeln´a kapacita syst´emu bolometr + teplomˇer Po vynesen´ı funkce do grafu (1) a nafitov´an´ı pˇr´ımkou jsem zjistil, ˇze ∆t ∆T
C bt = 15, 21 · 6, 3 · 10 −3 · 0, 02182 C bt
V ´ystup z fitu: Linear Regression for bt: Y = A + B * X Parameter Value Error A 26,64513 0,12182 B 3,6461 6,9187E-4 1
Tepeln´a kapacita teplomˇeru Po vynesen´ı funkce do grafu (2) a nafitov´an´ı pˇr´ımkou jsem zjistil, ˇze ∆t ∆T
C t = 15, 21 · 6, 3 · 10 −3 · 14, 388 C t
V ´ystup z fitu: Linear Regression for t: Y = A + B * X Parameter Value Error A 23,27941 0,26404 B 0,06947 0,0015 Tepeln´a kapacita bolometru Jak jsem jiˇz napsal, tak v ´yslednou kapacitu bolometru z´ısk´am jako rozd´ıl ka- pacit syst´emu bolometr a teplomˇer a tepeln´e kapacity samotn´eho teplomˇeru. C b = 6, 7088 Sluneˇcn´ı konstanta Hodnotu sluneˇcn´ı konstanty z´ısk´ame z jednoduch´eho vztahu: ∆E ∆t
b · ∆T ∆t∆S kde C
b jsem jiˇz spoˇcetli a ∆T ∆t
Kdyˇz jsem ji vynesl do grafu (3) a proloˇzil line´arn´ım fitem, z´ıskal jsem n´asleduj´ıc´ı hodnotu: ∆T ∆t
∆S = 656 mm 2 ∆E ∆t = 6, 7088 · 0, 0702 1 656 · 10
− 6 ∆E ∆t = 717, 9
W m −2 V ´ystup z fitu: Linear Regression for sk: Y = A + B * X Parameter Value Error A 27,36078 0,31771 B 0,0703 0,00169 2
Obr´azek 1: Grafick´a z´avislost teploty na ˇcase pro syst´em bolometr + teplomˇer 0 50 100 150
200 250
300 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 Nam ěř ené hodnoty Fitovaní data T e p lo ta ( C ) Č as (s)
Obr´azek 2: Grafick´a z´avislost teploty na ˇcase pro teplomˇer 0 50 100 150
200 250
300 20 25 30 35 40 45 Nam
ěř ené hodnoty Lineární regrese T e p lo ta ( C ) Č as (s)
3 Z´avˇer Sluneˇcn´ı konstanta byla mˇeˇrena pˇred polednem — v 10:12 po dobu 5 minut. Mˇeˇren´ı samotn´e jsem prov´adˇel v Botanick´e zahradˇe Pˇr´ırodovˇedeck´e fakulty MU.
Na prvn´ı pohled je zˇrejm´e, ˇze hodnota je jeˇstˇe st´ale vzd´alen´a od 1400, ale mysl´ım, ˇze slov´ıˇcko ’atmosf´era’ mnoh´e napov´ı. ˇ C´ast z´aˇren´ı se v n´ı pohlcuje a neprojde tedy aˇz k bolometru. Reference [1] OriginLab Copr. Origin 7.5 sr0, 2006. [2] John W. Eaton. Gnu octave, 2006. [3] Filip Hroch. Astronomick´e praktikum. 2007. 4
Obr´azek 3: Grafick´a z´avislost teploty na ˇcase pro sluneˇcn´ı konstantu -50
0 50 100 150 200
250 300
350 25 30 35 40 45 Nam ěř ené hodnoty Lineární regrese T e p lo ta ( C ) Č as (s)
5 Download 30.2 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling