專利名稱：熱輻射定律實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種驗(yàn)證黑體熱輻射兩條實(shí)驗(yàn)定律(斯忒藩——玻爾茲曼定律和維恩位移定律)的教學(xué)儀器，屬于熱輻射實(shí)驗(yàn)儀。
熱輻射實(shí)驗(yàn)定律的發(fā)現(xiàn)在近代物理學(xué)的發(fā)展中，尤其是對(duì)量子力學(xué)的創(chuàng)立，起過重要的作用。但是，由于現(xiàn)有的理想黑體都是較大較復(fù)雜空腔，對(duì)黑體輻射本領(lǐng)和黑體空腔溫度的測(cè)量都很繁瑣而復(fù)雜，所需儀器設(shè)備要求精密，因而使普通物理和近代物理教學(xué)中開設(shè)熱輻射實(shí)驗(yàn)有很大的困難，很難滿足教學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求。
本實(shí)用新型的目的采用簡(jiǎn)便的方法研制出一種驗(yàn)證黑體熱輻射實(shí)驗(yàn)定律的教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，它可供高等理工科院校學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)使用。
本實(shí)用新型在滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)精度要求的前提下，采取了一些近似方法，制備出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器。它由黑體(1)、分光系統(tǒng)(2)、控制測(cè)量系統(tǒng)(3)和電源(4)組成，其特征在于黑體(1)采用輻射系數(shù)接近于1的灰體作為近似黑體，分光系統(tǒng)(2)由聚光透鏡L、光柵G和分光儀K構(gòu)成，控制測(cè)量系統(tǒng)(3)由測(cè)量?jī)x表、傳感器B和放大器F構(gòu)成。近似黑體可采用鹵燈和鎢帶燈，黑體輻射的功率用加熱近似黑體的電功率P來代表，即通過測(cè)量其電壓V和電流I來獲得。黑體的絕對(duì)溫度T通過鎢燈的溫度Rt，并采用一級(jí)近似 Rt＝RO(1＋αt)來取得，其中RO為T＝0°K時(shí)的電阻，鎢絲電阻的溫度系數(shù)α＝0.0048／℃，t為攝氏溫度。熱輻射本領(lǐng)最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λm，采用分光儀測(cè)量衍射角θ，通過測(cè)量含無選擇輻射傳感器的測(cè)溫電橋的不平衡電流來獲得。
本實(shí)用新型由于采用輻射系數(shù)接近于1的灰體作為絕對(duì)黑體的近似，在滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)精度的范圍內(nèi)，采取了一系列必要的技術(shù)措施和近似模擬方法，因而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，使高等理工院校為學(xué)生開設(shè)熱輻射定律實(shí)驗(yàn)成為可能。
附圖
為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型可采用以下方案實(shí)施，按照附圖所示的方案，用鹵燈或鎢帶燈作為近似黑體(1)，采用連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源供電，通過電流表
和電壓表
測(cè)量加熱電功率P。分光系統(tǒng)(2)中的聚光透鏡L和光柵G均可采用現(xiàn)有的普通產(chǎn)品，光柵可采用100條／毫米的光柵，分光儀K由平行光管和望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成，它們也可以用普通的型號(hào)?？刂茰y(cè)量系統(tǒng)(3)中的傳感器B采用無選擇輻射傳感器，它可以由光敏電阻或熱敏電阻實(shí)現(xiàn)，傳感器可由主傳感器和輔助傳感器構(gòu)成，它們分別作為測(cè)溫電橋的橋臂，安裝在望遠(yuǎn)鏡的叉絲附近。電橋的不平衡電流經(jīng)過放大器F放大后，可用微安電表測(cè)量其電流，放大器F可采用741集成電路實(shí)現(xiàn)。通過測(cè)量衍射角θ和不平衡電流，即可得到熱輻射本領(lǐng)最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λm，從而驗(yàn)證熱輻射定律。
權(quán)利要求1.一種供高等院校驗(yàn)證熱輻射實(shí)驗(yàn)定律的學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器，由黑體、分光系統(tǒng)和控制測(cè)量系統(tǒng)組成，其特征在于黑體(1)采用輻射系數(shù)接近于1的灰體作為近似黑體，分光系統(tǒng)(2)由聚光透鏡L、光柵G和分光儀K構(gòu)成，控制測(cè)量系統(tǒng)(3)由測(cè)量?jī)x表，傳感器B和放大器F構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于近似黑體為鹵燈或鎢帶燈，并采用連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)驗(yàn)儀器，其特征分光系統(tǒng)的分光儀K由于平行光管和望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成，望遠(yuǎn)鏡的叉絲附近裝有傳感器，光柵G可采用100條／毫米的光柵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于控制測(cè)量系統(tǒng)中的傳感器B為無選擇輻射傳感器，可采用光敏電阻或熱敏電阻實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于傳感器由主傳感器和輔助傳感器構(gòu)成，它們分別作為測(cè)溫電橋的橋臂。
專利摘要熱輻射定律實(shí)驗(yàn)儀是供高等院校學(xué)生驗(yàn)證黑體熱輻射實(shí)驗(yàn)定律的儀器。它利用輻射系數(shù)接近于1的灰體作為近似黑體；以灰體的加熱電功率代表輻射功率；利用灰體的電阻溫度系數(shù)來取得輻射體的絕對(duì)溫度；對(duì)光波波長(zhǎng)的測(cè)定，采用分光儀測(cè)角，衍射光柵作為分光元件的方法；通過含有無選擇性的輻射傳感器的測(cè)溫電橋，用電橋不平衡電流來反映輻射本領(lǐng)的大小。本方向具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B23/00GK2049808SQ89211188
公開日1989年12月20日 申請(qǐng)日期1989年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月10日
發(fā)明者王德釗, 邵央 申請(qǐng)人:王德釗, 邵央