Оптическая пирометрия. В основу оптической пирометрии положены законы излучения абсолютно черного тела

В основу оптической пирометрии положены законы излучения абсолютно черного тела. Оптические пирометры позволяют измерять температуры нагретых тел выше 2000 К и без непосредственного контакта с ними (например, для измерения температуры поверхности Солнца, звезд и других нагретых космических объектов). Существует несколько методов измерения температуры. Например,метод радиационной температуры. Используя этот метод температуру тел можно найти на основании закона Стефана–Больцмана: . (1.20)

Истинную температуру реального нагретого тела определяют по формуле , (1.21)

где k < 1, например, для вольфрама k = 0,15, т. е. Т_ист = 1,6Т_рад.

Чем выше температура тела, тем больше радиационная температура приближается к истинной. Другой метод яркостной температуры. В этом методе температуру абсолютно черного тела определяют по формуле Планка (1.4) или формуле (1.6) при измерении яркости в интервале длин волн (l, l + Dl). Температуру определяют, сравнивая яркость реального тела с яркостью эталонного тела для волны излучения l = 6,65×10^-7 м (красный цвет).

Строение атома

Опыты Резерфорда по рассеянию a - частиц при прохождении их через тонкую металлическую фольгу показали, что большинство a - частиц отклоняется незначительно от своего первоначального направления.

Однако имелись a - частицы, которые отклонялись на углы 130⁰ - 150⁰.

В связи с этим Резерфорд предположил, что весь положительный заряд атома сосредоточен в малом объеме - его ядре. Поэтому вероятность попадания a-частиц в ядро и их отклонение на большие углы мала.

Альфа-частицы образуются при естественной радиоактивности некоторых тяжелых элементов (урана, тория и др.) и представляют собой частицы с зарядом +2½е½ (½е½=1,6×10^-19 Кл), массой m_a= 6,64×10 ^-27 кг. По современным представлениям a - частица – ядро изотопа атома гелия , содержит два протона и два нейтрона.

Ядро атома можно записать в виде символа , где Х - химический элемент в периодической системе Менделеева; Z - число электронов в атоме или число протонов в ядре или порядковый номер элемента; А - массовое число, которое определяется числом протонов и числом нейтронов в ядре атома. Например, изотоп ядра атома железа , где Z = 26, число электронов - 26, число протонов - 26, число нейтронов - 25.

Идея Резерфорда о строении атома позволила установить физический смысл порядкового номера периодической системы элементов.

Поскольку атом в нормальном состоянии нейтрален, то число электронов (заряд отрицательный) в атоме равно числу протонов (положительный заряд) в ядре.

Опыты по рассеянию света на электронах атомов показали, что наблюдаются резонансные явления.

Рассеяние наблюдается интенсивно, когда частота падающего света совпадает с собственной частотой колебания электронов.

Следовательно, изучая интенсивность рассеянного света в широком диапазоне частот, можно найти полное число электронов в атоме.

Другим методом по определению числа электронов является измерение коэффициента рассеяния рентгеновского излучения данным атомом. Эксперименты показали, что число электронов в атоме равно числу протонов в ядре. Зная заряд ядра Z½е½ можно установить верхний предел размеров ядра d_я »10 ^-15 м. Размер атома (d_ат »10^-10 - 10^-11 м). Опыты показали, что атом является устойчивой системой.

Он излучает энергию при определенных условиях. При излучении атома наблюдается линейчатый спектр, обусловленный строением и свойствами его электронной оболочки.