Лабы оптика-2010

Работа 18. Проверка законов теплового излучения § 72. Введение 1. Тепловое излучение – это электромагнитное излучение, которое испускается те- лами по причине их нагретости. Любое тело, температура которого больше абсолютного ну- ля, испускает тепловое излучение. Спектр теплового излучения сплошной. 2. Величины, характеризующие тепловое излучение: а. Энергетическая интегральная светимость R. Это энергия, излучаемая единич- ной поверхностью нагретого тела в единицу времени во внешнем полупространстве телесно- го угла 2π (рис. 72.1). Светимость R называется интегральной, поскольку она включает в се- бя излучение всех электромагнитных волн, испускаемых нагретым телом. Единица инте- гральной светимости R - Вт/м2. б. Спектральная плотность энергетической све- тимости rλ – это отношение энергетической светимости dR, излучаемой в узком участке спектра с шириной по длине S = 1 м2 волны dλ, к ширине этого участка. То есть rλ = dR /dλ. От- сюда интегральная светимость R найдётся интегрирова-нием Рис. 72.1  (72.1) rλ по λ в пределах от 0 до ∞. R =  r d . 0 в. Интегральный коэффициент поглощения А. Это безразмерное число, равное от- ношению поглощённого телом полного потока энергии ФПОГЛ к полному потоку ФПАД, пада- ющему на поверхность тела, А = ФПОГЛ / ФПАД. (72.2) Здесь речь идёт о потоках электромагнитных волн всех длин λ от 0 до ∞. г. Спектральный коэффициент поглощения аλ. Это также безразмерное число, но выражает оно отношение не полных потоков энергии, а потоков в узком интервале длин волн. Величину аλ называют часто монохроматическим коэффициентом поглощения. 3. Абсолютно чёрное тело (АЧТ). Это понятие ввёл в 1859 г. Густав Кирхгоф для обозначения воображаемого тела, полностью поглощающего весь падающий на него поток излучения независимо от длины волны. У АЧТ аλ = 1 во всём интервале λ от 0 до ∞. АЧТ – это модель, идеализация, подобная материальной точке, абсолютно твёрдому телу и др. Все реальные тела какую-то часть па- дающей на них ЭМ энергии отражают. Поэтому коэффициент поглоще- ния реальных тел всегда меньше 1. Наилучшее приближение к АЧТ имеют чёрный бархат ( А = 99,5%), чёрное сукно (98%), сажа и пла- тиновая чернь (высокодисперсный платиновый порошок) (95%). Рис. 72.2 На практике абсолютно чёрное тело моделируют малым отвер- стием в полости почти замкнутого сосуда с непрозрачными стенками, имеющими во всех точках одинаковую температуру (рис. 72.2). Луч, вошедший в полость через отверстие, многократно отражается, каждый раз частично погло- щаясь стенками полости. После нескольких отражений луч поглощается полностью и наружу не выходит. Это отверстие в стенке полости и есть модель поверхности АЧТ. 4. Опытные законы теплового излучения. Их три. а. Закон Кирхгофа. Отношение спектральной светимости rλ любого тела к спек- тральному коэффициенту поглощения аλ не зависит от природы тел, одинаково для всех тел и есть универсальная функция длины волны λ и температуры Т.  r1  =  r 2  =  r 3  = ... = rλT . Закон Кирхгофа, 1859. (72.3)  a1   a 2   a 3   Тело 1  Тело 2  Тело 3 101

Так как коэффициент поглощения АЧТ аλ = 1, то закон Кирхгофа можно сформули- ровать ещё так: отношение спектральной светимости любого тела к его коэффициенту по- гллощения равно спектральной светимости АЧТ rλT . Из закона Кирхгофа следует, что чем хуже поглощает тело ЭМ излучение, тем меньше энергии излучает это тело по сравнению с АЧТ, имеющим ту же температуру. Все реальные тела в отличие от АЧТ называются нечёр- ными. Для них аλ < 1. У разных тел функция аλ имеет разный вид. Но это значит, что спектральный состав теплового излучения разных тел, имеющих одинаковую температуру, отличается между собой. Если аλ тéла постоянно во всём диапазоне 0 ≤ λ ≤ ∞ , тело называют серым. Серые тела излу- чают меньше энергии, чем АЧТ, но спектральный состав их излучения одинаков (рис. 72.3). rλT , 1012 Вт/м3, Т = 2450 К Свойство тел иметь отличное от АЧТ распреде- 1,0 АЧТ ление интенсивности излучения по спектру (то есть по λ) называется селективностью. У селективных из- 0,8 Серое тело Вольфрам лучателей коэффициент аλ меняется с изменением λ. 0,6 Вольфрам, например, имеет заметную селективность в 0,4 видимой части спектра 400 ≥ λ ≥ 800 нм. Максимум его излучения сдвинут в сторону более коротких волн. 0,2 б. Закон Стефана - Больцмана. Интегральная 0,0 светимость абсолютно чёрного тела пропорциональ- 0 1 2 3 λ, мкм на 4-й степени его абсолютной температуры. Рис. 72.3 RАЧТ = σT 4. Закон Стефана – Больцмана, 1884. (72.4) Коэффициент σ называют постоянной Стефана – Больцмана. Из опыта найдено σ = 5,67·10 -8 Вт/м2 ·К4. Для нечёрных тел в общем случае R = AσT n, где А и n – некоторые функции температуры, А < 1, n колеблется около 4. в. Закон смещения Вина. Произведение длины волны λmax, на которую приходится максимум излучения АЧТ при данной температуре Т, на эту температуру Т есть величина постоянная. λmax·Т = const = b. Закон смещения Вина, 1893. (72.5) Постоянная Вина b находится из опыта, b = 2,897·10 -3 м·К. Закон Вина можно сформулировать ещё так: положение максимума функции спектральной светимости АЧТ по мере возрастания температуры смещается в сторону коротких длин волн. 5. Пирометрия (от греч. pyr – огонь) – бесконтактное измерение температуры тел на основе законов теплового излучения. В зависимости от методов измерения различают три вида температур. а. Радиационная температура ТR определяется через полный тепловой поток с ис- пользованием закона Стефана – Больцмана. Допустим, тело имеет интегральную свети- мость R. Если неизвестен коэффициент поглощения тела А, то остаётся уподобить это тело АЧТ, приняв А = 1. Тогда R = σT 4, ⇒ ТR = 4 R / . (72.7) Если тело серое (аλ = const) и его коэффициент поглощения А известен, то R = А σT 4. В этом случае ТR = 4 R / A . (72.8) Измеренная радиационная температура в таком случае уже ближе к истинной. Полный тепловой поток в опытах измеряется обычно болометром (от греч. bole – луч и metreo – меряю), представляющим собой пластинку из золота или др. металла толщиной около 1 мкм, или полупроводник с большим температурным коэффициентом сопротивления. При нагревании этот термоэлемент меняет своё электрическое сопротивление. 102

б. Цветовая температура Тλ . В основу метода её измерения положен закон смеще- ния Вина λmax·Т = b. Это температура АЧТ, при которой максимум в его излучении прихо- дится на ту же длину волны λmax, что и в излучении исследуемого реального тела. Для изме- рения цветовой температуры тепловое излучение тела расщепляется с помощью спектраль- ного прибора в пространственный спектр, который затем сканируется болометром или ка- ким–то другим термоэлементом. По энергетическому максимуму спектральной светимости вычисляется цветовая температура Тλ = b /λmax . (72.9) Например, в излучении Солнца максимум спектральной светимости приходится на λmax = 470 нм. Из формулы закона Вина находим цветовую температуру Солнца: Тλ = b / λmax = 2,897·10 –3/470·10–9 = 6,15·103 К. Цветовая температура строго применима лишь к серым телам, распределение энергии в спектре которых мало отличается от АЧТ. rλT в. Яркостная температура определяется наиболее часто. В этом случае излучение нагретого тела сравнивается АЧТ с излучением АЧТ в узком интервале длин волн по яркости Серое тело их поверхностей (рис. 72.4). Яркостные пирометры предва- рительно градуируются по АЧТ. Равенство температур фик- сируется визуально сравнением яркости проволоки прибора с яркостью светящегося объекта. Температуры тел считаются одинаковыми, когда накладывающиеся элементы поверхно- стей визуально сливаются. 0 Δλ λ § 73. Проверка закона Стефана – Больцмана Рис. 72.4 1. Закон Стефана – Больцмана применительно к ре- ры Т, то есть альным телам утверждает, что их интегральная светимость R пропорциональна n – й степени абсолютной температу- R = А σT n. (73.1) Здесь n – число, близкое к 4, А – интегральный коэффициент поглощения, σ = 5,67·10–8 Вт /м2·К4 – постоянная Стефана – Больцмана. В качестве исследуемого теплового излучателя используется вольфрамовая спираль лампы накаливания. Умножив обе части урав- нения (73.1) на эффективную поверхность нити лампы S, получаем: RS = P = А σST n. (73.2) Здесь P = IU – электрическая мощность, потребляемая лампой. Полагаем, что вся она рассеивается в виде излучения. Мощность Р равна произведению тока I, идущего по спирали лампы, на приложенное к ней напряжение U. Будем полагать, что коэффициент поглощения А излучателя не меняется в исследуемом диапазоне температур. Тогда произведение R = А σS = k есть постоянное число. Уравнение 73.2 принимает вид: P = kT n. (73.3) Здесь две неизвестные величины: коэффициент k и показатель степени n. Если измерять одновременно мощность Р, рассеиваемую излучателем, и его температуру Т, то из любых двух разных групп измерений, исключив k, можно найти показатель степени темпера- туры n. Р1 =  Т1 n Логарифмируем и выражаем n: n= lg  P1 / P2  . (73.5) Р2  Т2  (73.4). lg T1 /T2    Здесь вместо индексов «1» и «2» могут быть любые номера опытов в любых сочета- ниях. Мощность, рассеиваемая излучателем, определяется по показаниям амперметра (ток I в амперах) и вольтметра (напряжение U в вольтах). Температура спирали лампы измеряется оптическим пирометром ОППИР-017. 2. Оптический пирометр ОППИР- 017 предназначен для измерения яркостных тем- ператур. Его внешний вид показан на схеме рис. 73.1. 103

3 4 Здесь: 1 – выдвижной тубус окуляра, 2 - окулярный диск со светофильтрами, 3 – кольцо ползуна реостата, 4 – 56 миллиамперметр, измеряющий ток через пирометрическую 2 лампу и проградуированный в градусах Цельсия, 5 – ручка нейтрального светофильтра, 6 – выдвижной тубус объек- 1 тива. Окуляр 1 и объектив 6 образуют зрительную трубу. 7 7 – блок питания пирометрической лампы, включается в розетку ~220 В. Для измерения температуры светящегося излучателя нужно приблизить глаз к окуляру 1, а объектив 6 навести на излучатель. Если вывести из светового пучка нейтральный светофильтр 5, окулярный диск 2 поставить на открытое Рис. 73.1 окно, то в поле зрения окуляра будут одновременно видны излучатель и нить пирометрической лампы. На рис. 73.2 оптическая часть пирометра показана в разрезе. Здесь: 1 – выдвигаю- щийся тубус объектива, 2 – нейтральный светофильтр, 3 – ручка поворота нейтрального светофильтра, 4 – стрелка миллиамперметра, 5 – защитное стекло, 6 – кольцо реостата, 7 – 4 окулярный диск со светофильтрами, 8 – выдвигаю- 5 щийся тубус окуляра, 9 – шнур, 10 – пирометриче- 6 ская лампа. 12 3 Процедура измерения температуры излучателя 7 сводится к тому, что вращением кольца реостата под- бирается такой ток через нить пирометрической лам- пы, при котором перекрывающиеся участки нити и излучателя визуально сливаются. После этого по шка- 10 8 ле миллиамперметра, проградуированной в градусах Рис. 73.2 Цельсия, считывается температура излучателя. 9 3. Порядок работы с пирометром. а. Вклю- чить тумблер «Сеть» источника тока В-24 и подобрать такой накал исследуемой лампы, чтобы её спираль све- тилась как тлеющий уголь (1000 ÷ 1100°С). б. Включить блок питания пирометра 7 на рис. 73.1 в розетку ~ 220 В. Повернув кольцо 6 реостата пирометра (по рис. 73.2) против часовой стрелки до упора, поставить стрелку миллиамперметра на нуль. в. Приблизить глаз к окуляру. Повернуть окулярный диск так, чтобы на линии зрения оказалось открытое окно (нет никакого светофильтра).Осторожно вдвигая и выдвигая оку- лярный тубус пирометра, сделать максимально резким изображение пирометрической нити. г. Утопить ручку 3 нейтрального светофильтра (по рис. 73.2), осторожно повернуть её и вывести нейтральный светофильтр из поля зрения. Выдвигая и вдвигая тубус объектива, сделать контрастным изображение спирали исследуемой лампы. Отрегулировать положе- ние пирометра так, чтобы пирометрическая нить наложилась на спи- раль своей средней частью (рис. 73.3). Закрепить пирометр. Рис. 73.3 д. Поворачивая кольцо реостата, подобрать такой накал нити пирометрической лампы, чтобы в точках наложения нить и спираль визуально слились. Это значит, что их яркости одинаковы. е. Рассмотреть шкалу пирометра. Она проградуирована в градусах Цельсия и состоит из двух частей. Одна часть имеет диапазон от 800 до 1400°С. 104

При работе в этом диапазоне нейтральный светофильтр в объективе должен быть вы- веден из луча зрения. Другая часть шкалы имеет диапазон от 1200 до 2000°С. При работе с такими температурами нейтральный светофильтр должен быть введён. ж. Установить в окуляре красный светофильтр. Изменяя накал лампы, поупражняться в измерении температуры с красным светофильтром в диапазоне 800 – 1400°С (нейтральный светофильтр выведен) и в диапазоне 1200 – 2000°С (нейтральный светофильтр введён). 4. Измерения. Ход работы. Источник тока В-24 для питания лампы излучателя поз- воляет плавно изменять напряжение. Поэтому в данной части работы удобнее устанавливать вначале стрелку пирометра на указанное в задании значение температуры, а затем, вращая ручку регулятора напряжения источника тока В-24, добиваться уравнивания яркости спира- ли излучателя и нити пирометра. а. Поставить диск окулярных светофильтров пирометра на открытое окно. Повернув кольцо реостата, разогреть нить пирометра до малинового свечения. Перемещением тубуса окуляра добиться максимально контрастного изображения нити пирометра. б. Наблюдая в окуляр, вывести из луча зрения нейтральный светофильтр. Перемеще- нием тубуса объектива сделать максимально контрастным изображение спирали лампы из- лучателя. Совместить изображения пирометрической нити и спирали лампы излучателя. За- фиксировать винтами положение пирометра на штативе. в. Ввести окулярный красный светофильтр. Установить на пирометре температуру 900°С. Вращая ручку регулятора напряжения источника тока, добиться визуального слияния в точках наложения пирометрической нити со спиралью излучателя. Записать значение тока I1, напряжения U1, температур t1 и Т1 в таблицу 73.1. Определение показателя n. Красный светофильтр, λ = 660 нм. Таблица 73.1 n Δn Номер Температура I, A U, В Р=IU, Вт n1-4 =… измер. t,°C T, К n2-5 = … Нейтральный светофильтр выведен nср =… Δnср=… 1 900 1173 2 1000 1273 3 1100 1373 4 1200 1473 5 1300 1573 Нейтральный светофильтр введён 6 1400 1673 7 1500 1773 ... ... ... 11 1900 2173 г. Устанавливая указанные в задании 1 температуры t = 900°С, 1000°С и так далее, продолжить измерения. Начиная с температуры 1400°С, ввести нейтральный светофильтр. Продолжить измерения до температуры 1900°С. Заполнить таблицу 73.1. Задание 1. Определение показателя степени n в законе Стефана – Больцмана 1. Измерить ток I и напряжение U по амперметру и вольтметру при температурах 900, 1000, 1100, 1200, 1300°С (нет нейтрального светофильтра), 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900°С (есть нейтральный светофильтр). 2. Заполнить таблицу 73.1. Вычислить по формуле 73.5 по комбинациям 1-4, 2-5, 3-6, 4-7, 5-8, 6-9, 7-10, 8-11, 9-1, 10-2, 11-3 показатель степени n. Вычислить nср, Δn и Δnср. 105

3. Построить график в билогарифмическом масштабе. Откладывать lgT по оси абсцисс и lg P по оси ординат. [См. из (73.3): lg P = lg k + nlgT ]. Оценить по графику значение n. Сде- лать вывод о выполнимости степенной зависимости R ~ Т n. Составить и заполнить таблицу. § 74. Измерение полного коэффициента поглощения излучателя 1. Полный (интегральный) коэффициент поглощения А есть отношение полного поглощённого потока энергии к полному потоку, падающему на поверхность излучателя. 2. Способ определения А. Как и в предыдущем параграфе полагаем, что вся подводи- мая к излучателю электрическая энергия Р рассеивается в виде теплового излучения. Тогда для двух групп измерений из формулы (73.3) получаем систему двух уравнений. P1 = k Т1n , Р2 = k T2n . (74.1) Как и в предыдущем параграфе полагаем, что в системе уравнений две неизвестных величины. Это коэффициент k = АσS и показатель степени n. Эффективное значение S из- вестно как конструктивный параметр лампы, оно указано на кожухе излучателя. σ = 5,67·10–8 Вт/м 2·К4 – постоянная Стефана – Больцмана. Так что А = k /σS. (74.2) Для определения k нужно исключить из системы показатель степени n. Прологариф- мируем уравнения (74.1) и преобразуем. lgP1 = lgk + n· lgT1, lgP2 = lgk + n· lgT2. Или: lgP1 - lgk = n· lgT1, lgP2 - lgk = n· lgT2. Разделив 2-е уравнение на 1-е и разрешив получив- шееся выражение относительно lgk, получаем: lgk = lg P1 lgT2  lg P2 lgT1 = х. (74.3) lgT2  lgT1 Отсюда k = АσS = 10x, и, наконец, А = 10x/ σS. (74.4) 3. Ход работы аналогичен заданию 1. Стрелка пирометра устанавлявается вначале на указанную в задании температуру, а затем регулятором напряжения источника тока при визу- альном контроле в трубу пирометра подбирается накал спирали излучателя. Результаты оформляются в виде таблицы 74.1. Определение коэфф. поглощения А, светоф. красный, λ = 660 нм Таблица 74.1 xA Номер Температура I, A U, В Р, Вт lgP измер. t,°C T, К lgT Нейтральный светофильтр выведен 1 950 1223 3,09 Х1-2 ... Х3-4 ... 2 1050 ... ... 3 1150 4 1250 Нейтральный светофильтр введён 5 1350 Х5-6 ... Х7-8 ... 6 1450 Х9-10 ... 7 1550 8 1650 9 1750 10 1850 Задание 2. Определение интегрального коэффициента поглощения излучателя 1. Выполнить измерения в соответствии с таблицей 74.1 с красным светофильтром. Вычислить все указанные в таблице величины. Заполнить «красную» таблицу 74.1. 2. Повторить измерения с фиолетовым светофильтром (λ = 415 нм). Сделать все вы- числения и заполнить «фиолетовую» таблицу 74.1. 3. На одном поле построить графики А660 (Т ) и А415(Т ). Прокомментировать. 106

4. Влияние излучения окружающих тел. Во всех предыдущих рассуждениях молча- ливо предполагалось, что поток энергии излучения идёт только в одном направлении – от из- лучателя к окружающим телам. Это справедливо, если окружающие тела имеют температуру абсолютного нуля, Т = 0 К. В действительности это не так. Если кожух, окружающий лампу излучателя, имеет температуру Т0, то наряду с потоком энергии от излучателя к кожуху P = kT n есть обратный поток от кожуха к излучателю Р0 = kT0 n. Оценим влияние обратного потока. Для этого найдём отношение обратного потока к прямому. Р0/Р = (Т0 /Т ) n. Температура кожуха не поднимается выше 70°С (на кожухе есть термометр). Поэтому отношение температур Т0/Т не более 300/900 = 1/3. Отсюда отношение потоков энергии Р0/Р ≤ (1/3)4 = 1/81 ≈ 0,01. Пренебрегая обратным потоком, мы допускаем погрешность около 1%. При измерениях с точностью 2 – 3 знака это допустимо. § 75. Проверка закона Вина 1. Закон Вина утверждает, что максимум излучения нагретого тела по мере повыше- ния температуры смещается в сторону коротких длин волн, λmax = b/T. (75.1) Здесь λmax – длина волны, на которую приходится максимум излучения, коэффициент b = 2,897·10 -3 м·К – постоянная Вина. Как уже говорилось в § 73, для строгой проверки закона Вина излучение нужно рас- щеплять в пространственный спектр и сканировать затем каким-то термометрическим датчи- ком при разных температурах. Это требует громоздкого оборудования (см., например, работу 15). В данной работе проверка носит качественный характер. Суть её в том, что при наблюдении спирали излучателя в простейший спектроскоп виден сплошной спектр. При низкой температуре излучателя Т ≈ 1200 К в спектроскоп хорошо видны только красная и оранжевая полосы. С повышением температуры постепенно появляются жёлтая, зелёная, го- лубая, синяя и фиолетовая полосы. В результате коротковолновая граница спектра с повы- шением температуры постепенно отступает в область коротких волн. Регистрация переме- щения этой границы и составляет здесь предмет исследований. 2. Ход работы. а. Рассмотреть спектроскоп. Если к нему не приложена дисперсион- ная кривая, проградуировать его. Для этого достаточно направить коллиматорную трубу спектроскопа на потолочную люминесцентную лампу и отфокусировать наиболее яркие ли- нии ртутного спектра: красную λ = 700 нм, жёлтую λ = 578 нм, зелёную λ = 546 нм, синюю λ = 435 нм, фиолетовую λ = 405 нм. Построить градуировочную кривую. б. Установить на излучателе указанную в задании температуру. Направив на излуча- тель спектроскоп, определить по нему длину волны λ, соответствующую коротковолновой границе спектра. Задание 3. Проверка закона Вина 1. Проградуировать спектроскоп по ртутному спектру. Построить градуировочную кривую. 2. Измерить по спектроскопу длину волны λ коротковолновой границы спектра излу- чения при температурах 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1,400, 1,500, 1600, 1700, 1800°С. При установке температур использовать в пирометре красный окулярный светофильтр λ = 660 нм. Заполнить таблицу 75.1. Прокомментировать результат. Проверка закона Вина, красный светофильтр λ = 660 нм Таблица 75.1 λТ, м·К Градуировка спектроск. Температура излучат. Граница спектра λ, нм φ, дел. шк. t°C T, К φ, дел. шк. λ, нм 700 ... 900 1173 578 1000 1273 ... ... ... 107

108

СПРАВОЧНЫЕ ТАБЛИЦЫ 1. Показатель преломления, λ=589,3 нм Газы n Жидкости n Твёрдые тела n Азот………………... Анилин………….. Алмаз…………….. 2,417 Аммиак……………. 1,000297 Ацетон…………… 1,586 Гранат……………. 1,82 Аргон……………… 1,000375 Бензины…………. 1,359 Желатин…………. 1,525 Ацетилен………….. 1,000284 Бензол…………… 1,40 Каменная соль…… 1,544 Водород…………… 1,000606 Вода……………… 1,501 Камфара………….. 1,546 Водяной пар………. 1,000138 Глицерин……….. 1,333 Кварц…………….. 1,544 Воздух……………... 1,000252 Жид.азот, -195°С.. 1,474 Корунд…………… 1,769 Гелий………………. 1,000292 Ж..кислор.-181°С. 1,205 Лёд, 0°С………….. 1,310 Кислород………….. 1,000035 Касторовое масло. 1,221 Органич. стекло… 1,492 Криптон…………… 1,000272 Льняное масло….. 1,48 Полистирол, 15°С.. 1,592 Ксенон…………….. 1,000427 Молоко цельное… 1,47 Рубин…………….. 1,76 Метан……………… 1,000702 Нафталин +100°С. 1,35 Сахар……………... 1,56 Неон……………….. 1,000441 Подсолн. масло… 1,582 Слюда……………. 1,58 Оксид углер. СО….. 1,000067 Сахар в воде 20%. 1,47 Стекло: Оксид углер. СО2…. 1,000334 Сахар в воде 80%. 1,364 кварцевое….. 1,458 Оксид серы SO2…... 1,000450 Серная кислота…. 1,49 обычное…… 1,50 Оксид серы SO3...… 1,000660 Скипидар……….. 1,43 оптич. К80… 1,516 Пары ртути Hg……. 1,000737 Соляная кислота… 1,47 оптич. ТК2… 1,572 Пары метил. спирта 1,000933 Спирт метиловый. 1,254 оптич. ТФ5… 1,755 Пары хлороформа… 1,000586 Спирт этиловый… 1,329 оптич. ТФ1… 1,648 Сероводород……… 1,001455 Толуол…………… 1,361 оптич. СТФ… 2,036 Фтор……………….. 1,000619 Хлороформ……… 1,497 Топаз……………… 1,63 Хлор……….………. 1,195 Эфир этиловый…. 1,446 Янтарь……………. 1,532 1,000768 1,354 2. Коэф-ты отражения R, поглощения А, пропускания Т в видим. диапз. Материал R АТ Алюминий полированный 0,85 – 0,90 0,10 – 0,15 Жесть белая 0,60 – 0,70 0,30 – 0,40 - Никель полированный 0,55 – 0,60 0,40 – 0,45 - Серебро свежеполированное 0,90 – 0,92 0,08 – 0,10 - Хром полированный 0,61 – 0,63 0,37 – 0,39 - Бумага белая - Белая клеевая краска 0,75 0,25 - Жёлтая краска 0,80 0,20 - Стекло матовое толщ. 1,5-4 мм 0,40 0,60 - Орган. стекло толщ. 3,3 мм 0,10 0,05 0,85 Молочное стекло толщ. 2,5 мм 0,10 0,06 0,84 Оконное стекло толщ. 2 мм 0,45 0,15 0,40 Фарфоровая эмаль 0,08 0,02 0,90 Чёрное сукно 0,60 0,40 - Чёрный бархат 0,02 0,98 - 0,005 0,995 - 3. Зависимость коэф. отр. металлов R (%) от длины волны λ (нм) Металл λ=250 Алюминий 300 400 500 600 700 800 Золото 84 87 89 90 90 87 84 Медь 39 32 28 47 84 92 95 Никель 26 25 31 44 72 83 89 … 44 53 61 65 69 70 Платина Серебро 34 40 48 58 64 69 70 Сталь 26 12 88 92 94 96 96 33 44 50 55 55 58 58 109

ОГЛАВЛЕНИЕ ЧАСТЬ 4. ОПТИКА....................................................................................................... 3 РАБОТА 1. ИЗМЕРЕНИЕ ФОКУСНОГО РАССТОЯНИЯ ЛИНЗ .............................................................. 3 РАБОТА 2. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСКОПА ............................................................................................ 9 РАБОТА 3. ИЗУЧЕНИЕ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ ................................................................................. 15 РАБОТА 4. ИЗМЕРЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ТВЁРДЫХ ТЕЛ И ЖИДКОСТЕЙ..................... 20 РАБОТА 5. КОЛЬЦА НЬЮТОНА ................................................................................................... 26 РАБОТА 6. ИЗУЧЕНИЕ ДВУЛУЧЕВОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ................................................................ 32 РАБОТА 7. ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЁТКИ .................................................................... 38 РАБОТА 8. ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПРИЗМЫ ......................................................................... 43 РАБОТА 9. ИЗУЧЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ФОТОМЕТРА ............................................................... 48 РАБОТА 10. ИЗУЧЕНИЕ ФОТОЭЛЕКТРОКОЛОРИМЕТРИИ .............................................................. 53 РАБОТА 11. ИЗУЧЕНИЕ ШАРОВОГО ФОТОМЕТРА..................................................................... 58 РАБОТА 12. ИЗУЧЕНИЕ ЛИНЕЙНО ПОЛЯРИЗОВАННОГО СВЕТА .................................................... 63 РАБОТА 13. ИЗУЧЕНИЕ САХАРИМЕТРА ..................................................................................... 68 РАБОТА 14. ИЗУЧЕНИЕ МОНОХРОМАТОРА ................................................................................. 73 РАБОТА 15. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ФОТОМЕТРИРОВАНИЕ СПЕКТРОВ ......................................... 79 РАБОТА 16. СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ........................................................................................ 84 РАБОТА 17. ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА В СХОДЯЩИХСЯ ЛУЧАХ............................................ 92 РАБОТА 18. ПРОВЕРКА ЗАКОНОВ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ....................................................... 101 СПРАВОЧНЫЕ ТАБЛИЦЫ................................................................................ 109 ОГЛАВЛЕНИЕ.......................................................................................................... 110 110