Оптикавий пирометр ёрдамида Стефан-Больцман доимийлигини аниқлаш. Ишдан мақсад

3. Равшанлик температураси. Равшанланган температураси аниқ тўлқин узунлигида абсолют қора жисмнинг ёрқинлиги спектрал зичлиги текширилаётган жисм ёрқинлиги спектрал зичлигига тенг бўлгандаги температурага айтилади, яъни
(18)
буерда жисмнинг ҳақиқий температураси. Текширилаётган жисмда тўлқин узунлигида Кирхгоф қонуни (6) бўйича
,
ёки, (18) эътиборга олган ҳолда,
(19)
Қора бўлмаган жисмлар учун бўлса, унда бўлади, худди шундай , яъни жисмнинг ҳақиқий температураси равшанланган температурасидан доимо катта бўлади.
Одатда равшан пирометр сифатида ипи йўқоладиган (кўринмайдиган) пирометр ишлатилади. пирометрнинг чўғланадиган ипи шундай танлаб олинадики, унда (18) шарт бажарилсин. Бундай шарт бажарилганда пирометр ипининг тасвирини чўғланаётган жисм сирти фондида ажратиб бўлмасин, ип худди бир кўздан “йўқолади” гандай бўлади. Абсолют қора жисмга нисбатан миллиамперметр билан даржалангандан фойдаланган ҳолда равшанланган температурани аниқлаш мумкин.
Тўлқин узунлигида жисмнинг ютиш қобилиятини билган ҳолда, равшанланган температурага қараб ҳақиқий температурани аниқлаш мумкин. М.Планк формуласини (13) бошқа шаклда ёзиш мумкин
. (13)
(13) ифодани эътиборга олган ҳолда (19) қуйидаги кўринишда ёзишимиз мумкин:
,
яъни, ютиш қобилияти аниқ бўлганда текширилаётган жисмнинг температурасини аниқлаш мумкин бўлади.
4.Ёруғликнинг иссиқлик манбалари. Чўғланган жисмларнинг ёритилишидан ёруғлик манбалари яратишда қўлланилади. Булардан биринчилари чўғланма лампалар ва ёйли лампалар ҳисобланиб, улар русс олимлари 1873 йилда А.Н.Лодигин ва 1876 йилда П.Н.Яблочковлар томонидан ихтиро қилинган.
Биринчи қарашда, аюсолют қора жисм ёруғликнинг энг яхши иссиқлик манбаи бўлиши керак, чунки ихтиёрий тўлқин узунликда унинг ёрқинлик спектрал зичлиги олинган хил температурада қора бўлмаган жисмлар ёрқинликларидан катта бўлади. Лекин бундай эмас экан, баъзи бир жисмлар учун, масалан селектив иссиқлик нурланишига эга бўлган вольфрам учун кўринадиган нурланиш спектри қисмига тўғри келадиган энергия миқдори абсолют қора жисмникидан кўпроқ бўлади. Шунинг учун юқори эриш температурасига ҳам эга бўлган вольфрам лампалар ипини тайёрлашда энг яхши материал бўлиб ҳисобланади.
Вакуумли лампаларда вольфрамли ипларнинг температураси 2450 К ошмаслиги керак, чунки бундан юқори температурада унинг кескин чангланувиюзага келади. Бундай температурада вольфрамнинг максимум нурланиши тўлқин узунликка тўғри келади, бундай тўлқин узунлик инсон кўзининг максимум сезгирлигидан ( ) жуда узоқ.. Лампа баллонлари босим остида инерт газлар билан (масалан, азот қўшимча қўшилган криптон ва ксенон газлари аралашмаси) тўлдирилган бўлса лампа вольфрам ипларининг температураси 3000 К гача оширади, бундай ўзгартиришлар нурланишнинг спектрал таркибни яхшилашга олиб келади. Лекин ёруғлик бериш ўзгармайди, чунки вольфрам ипи билан газ аралашмаси ўртасида иссиқлик ўтказувчанлик ва конвекция туфайли иссиқлик алмашинуви қўшимча энергия йўқолишини юзага келтиради. Иссиқлик алмашинуви ҳисобидаги энергия йўқолишини камайтириш ва ёруғлик беришни ошириш учун вольфрам иплар спирал шаклида тайёрланади, спиралнинг алоҳида ўрамлари бир-бирларини иситиб туради. Юқори температурада спирал атрофида газнинг қўзғалмас газ қатлами пайдо бўлади ва конвекция туфайли юзага келадиган иссиқлик алмашинуви йўқолади. Чўғланма лампаларнинг энергетик ф.и.к. 5% дан ошмайди.
Моддалар киздирилганда узларидан нур чикариш ходисасига иссиклик нурланиши дейилади. Бу ходиса мода заррачаларининг иссиклик харакати туфайли содир булиб, модда темпратураси Т га богликдир. Темпратуранинг узгариши билан нурланиш интенсивлиги ва спектрал таркиби узгариб боради.
Иссиклик нурланишининг асосий характеристикаларидан бири энергетик ёритувчанлик R_T булиб, бу катталик киздирилган жисм бирлик юзасидан бирлик вакт ичида барча йуналишлар буйлаб нурланаётган электромагнит энергия микдори билан улчанади.
(1)
Бу ерда: W- нурланиш энергияси, S- нурланувчи сирт юзаси, N- нурланиш куввати.
Стефан- Больцман конунига асосан абсолют кора жисм энергетик ёритувчанлиги R_T шу жисм абсолют темпратурасининг туртинчи даражасига тугри пропорционалдир.
R_T=σ*T⁴ (2)
Бу ифодада σ – Стефан-Больцман доимийлиги, Т- абсолют темпратура
Кора булмаган жисмлар учун эса конун куйидагича ёзилади.
R_T=а_Т *σ*T⁴ (3)
Бунда а_Т- бир хил темпратурада жисмларнинг энергетик ёритувчанлигининг абсолют кора жисм энергетик ёритувчанлигига нисбати хисобланади. Бу нисбат бирдан кичик ва темпратураг боглик. Биринчи расмда волфрам учун а_Т нинг темпратурага богликлик графиги келтирилган.
Одатда тажрибаларда киздириладиган жисм сифатида чугланма лампанинг волфрамдан ясалган толасидан фойдаланиш кулайлик тугдиради. Бу холда S сиртли толани киздиришга сарф буладиган кувватнинг (ток куввати JU) карийиб барчаси ураб турган фазага иссиклик нурланиши сифатида узатилади.

Бошкача айтганда бу кувват нурланишга тенг булади. Шунинг учун (1) ва (3) формулаларни эьтиборга олиб куйидаги ифодани ёзиш мумкин.
σ*T⁴ (4)
Бу тенглама Стефан-Больцман доимийлигини тажрибада аниклашга имкон беради.
σ = (5)
(5) га кирувчи барча катталикларни тажрибада улчаш мумкин.