Измерение интегрального коэффициента излучения тела

Интегральный коэффициент излучения (коэффициент черноты) тела определяется отношением

, (7)

где R_Т – энергетическая светимость тела при температуре Т, - энергетическая светимость абсолютно чёрного тела при этой же температуре.

В [3] показано, что для вольфрама, который используется в этой лабораторной работе в качестве источника излучения (нить накала электролампы), интегральный коэффициент излучения для температуры Т = 2000К надежно измерен. Он оказался равным:

= 0,249.

Это позволяет применить относительный метод исследования зависимости интегрального коэффициента излучения от температуры излучающего тела.

Выразим интегральный коэффициент излучения при некоторой температуре Т через измеряемые величины и .

Согласно определению (17)

.

Учтём, что по закону Стефана-Больцмана энергетические светимости абсолютно чёрного тела в этих выражениях равны

Если считать, что потери энергии за счет теплопроводности и конвекции малы, т.е. вся подводимая к вольфрамовой нити лампы энергия электрического тока превращается в энергию излучения, то энергетическую светимость источника можно выразить через мощность , которая рассеивается на нем:

,

где S – площадь излучающей поверхности.

Найдем отношение коэффициентов излучения

.

Величину К в последней формуле можно определить из выше описанных опытов по определению температуры, если в процессе измерений снимать дополнительно значения мощности, рассеиваемой источником. Это несложно сделать, так как источник излучения нагревается электрическим током, мощность которого при высоких температурах равна

, (8)

где - напряжение на вольфрамовой спирали источника теплового излучения, а - сила тока в спирали. При этом предполагается, как уже отмечалось выше, что подводимая энергия рассеивается только за счёт излучения, а её потери за счёт теплопроводности пренебрежимо малы.

Следовательно, для интегрального коэффициента излучения получаем формулу

, (9)

здесь коэффициенты равны: ; = 0,249.