Thí Nghiệm Kiểm Chứng Định Luật Stefan-Boltzmann Trong Bức Xạ Nhiệt Của Vật Xám

Trang SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang MỤC LỤC Trang phụ bìa………………………………… …………… …………………….1 Mục lục………………………………………………… …… ………………… Lời cảm ơn……………………………… …… ………………………………….6 Danh mục bảng……………………………………… ……… ………………7 Danh mục hình vẽ, đồ thị…………………………… ………………… ……8 Lời nói đầu………………………………………………….………… ………….11 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT…………………………………… …… ….13 1.1 Đôi nét lịch sử…………………………………… ……………… …… … 13 1.2 Sự tương tác ánh sáng vật chất…………………………………… …15 1.3 Bức xạ nhiệt…………………………………………… …………… …… 17 1.3.1 Định nghĩa………………………………… …………………………17 1.3.2 Các đại lượng đặc trưng phép đo lượng xạ………… 18 1.3.2.1 Công suất xạ……………………… …………………… 18 1.3.2.2 Năng suất xạ toàn phần…………………………… …… 18 1.3.2.3 Năng suất xạ đơn sắc………………………….…….…… 18 1.3.2.4 Độ chói lượng…………………………………… …… 19 1.3.2.5 Hệ số chói lượng đơn sắc………… …………………….20 1.3.3 Hệ số hấp thụ…………………………………………………… ……20 1.3.4 Vật Đen tuyệt đối………………………………………… …… ….21 1.3.5 Định luật KIRCHHOFF……………………………………………… 22 1.3.5.1 Thí nghiệm………………………………………………… …22 1.3.5.2 Phát biểu định luật…………………………………… ….… 25 1.3.5.3 Ý nghĩa định luật……………………………………………….25 1.3.6 Bức xạ Vật Đen……………………………………………………26 1.3.6.1 Các tính chất Vật Đen xạ…………………………… 26 1.3.6.2 Đường đặc trưng phổ xạ vật đen…………… …… 29 1.3.7 Định luật Stefan-Boltzmann………………………………………… 32 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 1.3.8 Phương trình đường đặc trưng phổ phát xạ vật đen…… …….….32 1.3.8.1 Định luật dời chỗ Wien……………………………… … 32 1.3.8.2 Phương trình Wien………………………………… …….33 1.3.8.3 Phương trình Rayleigh-Jeans……………… …………… 35 1.3.8.4 Phương trình Planck (sự phát xạ lượng tử)………… ……36 1.3.9 Bức xạ nhiệt vật thực……………… …………………………….41 1.3.10 Ứng dụng định luật xạ……………………… …………… 43 1.3.10.1 Hỏa Kế Quang Học……………………… ………………….43 1.3.10.1.1 Quang Hỏa Kế xạ toàn phần………………… ….43 1.3.10.1.2 Quang Hỏa Kế Đơn Sắc…………… ……………… 44 1.3.10.2 Xác định bán kính Ngôi Sao……………… …………….46 CHƯƠNG 2: THÍ NGHIỆM KIỂM CHỨNG ĐỊNH LUẬT STEFANBOLTZMANN TRONG BỨC XẠ NHIỆT CỦA VẬT XÁM……………….……47 2.1 Mục đích thí nghiệm………………………………… ………………………47 2.2 Dụng cụ thí nghiệm………………………………………… ……………… 47 2.2.1 Thanh quang học……………………………………………… …… 47 2.2.2 Biến trở……………………………………………………………… 48 2.2.3 Đồng hồ điện tử……………………………………………………… 48 2.2.4 Nguồn điện…………………………………………………………….49 2.2.5 Nhiệt kế……………………………………………………………… 49 2.2.6 Giá đỡ………………………………………………………………….50 2.2.7 Bóng đèn dây tóc………………………………………………………50 2.2.7.1 Cấu tạo…………………………………………………………50 2.2.7.1.1 Sợi đốt (còn gọi dây tóc)…………………… .… 50 2.2.7.1.2 Bóng thủy tinh……………………………………… 50 2.2.7.1.3 Đuôi đèn………………………………………… .…50 2.2.7.2 Nguyên lý làm việc……………………………… …… 51 2.2.7.3 Đặc điểm đèn sợi đốt……………………… ….…….51 2.2.8 Cảm biến nhiệt điện……………………………………………… … 52 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 2.2.8.1 Cơ sở lý thuyết………………………………………… …… 52 2.2.8.1.1 Hiệu ứng Seebeck……………………… …………… 52 2.2.8.1.1.1 Tìm hiểu hiệu ứng Seebeck…………… ………52 2.2.8.1.1.2 Ứng dụng……………………………… ………54 2.2.8.1.1.2.1 Nhiệt kế nhiệt điện……………… …… 54 2.2.8.1.1.2.2 Pin nhiệt điện……………… ………… 55 2.2.8.1.2 Dòng điện chất bán dẫn…………………… ……56 2.2.8.1.2.1 Tính dẫn điện bán dẫn……………… …….56 2.2.8.1.2.2 Sự dẫn điện bán dẫn tinh khiết……… ……57 2.2.8.1.2.3 Sự dẫn điện bán dẫn có tạp chất……… … 59 2.2.8.1.2.3.1 Bán dẫn loại n……… ………………….59 2.2.8.1.2.3.2 Bán dẫn loại p……………… ………….60 2.2.8.1.2.3.3 Lớp chuyển tiếp p-n………………… …61 2.2.8.1.2.4 Ứng dụng làm Pin nhiệt điện bán dẫn………… 62 2.2.8.2 Cấu tạo cảm biến nhiệt điện…………………………… …… 63 2.2.8.2.1 Cấu tạo…………………………… ………………… 63 2.2.8.2.2 Giải thích…………………………………… ……… 65 2.3 Bố trí thí nghiệm…………………… ……………………………………… 66 2.4 Phương pháp đo……………………………………… …………………… 67 2.4.1 Đo nhiệt độ T dây tóc bóng đèn………………………….…….….67 2.4.2 Đo suất xạ toàn phần RT ……………….…… …….…… 68 2.5 Trình tự thí nghiệm…………………………………….……………….…… 69 2.5.1 Đo điện trở R p dây tóc bóng đèn nhiệt độ phòng t p từ suy điện trở R0 …………………………………………… …………………… 69 2.5.2 Đo suất điện động nhiệt điện U nđ điện trở Rt ………… … ….…70 2.6 Xử lý sai số…………………………………………………………… …… 72 2.6.1 Tính sai số phép đo R p R0 ………………… ……………… 72 2.6.1.1 Tính sai số R p ……………………………………… ………72 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 2.6.1.2 Tính sai số R0 …………………………………… ………….73 2.6.2 Sai số phép đo U nđ T……………………… ……… …… 73 2.6.2.1 Sai số đo U nđ ………………… …………… …….…….73 2.6.2.2 Sai số đo T…………………………………… ….…… 73 2.6.3 Sai số  ln U nđ  lnT ……………………………………… …….74 2.7 Cách tính hệ số góc K đường thẳng ln U nđ  K ln T  const ………… …74 2.8 Kết thí nghiệm……………………………………………… ………… 76 2.8.1 Kết đo R0 ……………………………… ……………………… 76 2.8.2 Kết đo U nđ (thang đo 200mV) T (thang đo 20V 20A)… 78 2.8.2.1 Kết đo lần (nhiệt độ phòng tp=29,90C)…………… ……78 2.8.2.1.1 Kết đo…………………… ……………………… 78 2.8.2.1.2 Vẽ đồ thị thuộc ln U nđ vào lnT ………… ……81 2.8.2.1.3 Xác định hệ số góc K…………………………… …….83 2.8.2.1.4 Nhận xét đồ thị……………………………… … … 84 2.8.2.1.5 Nhận xét sai số………………………… …………… 85 2.8.2.2 Kết đo lần (nhiệt độ phòng tp=30,40C)……………… …85 2.8.2.2.1 Kết đo……………………… …………………… 85 2.8.2.2.2 Vẽ đồ thị thuộc ln U nđ vào lnT ………… ……88 2.8.2.2.3 Xác định hệ số góc K…………… …………………….90 2.8.2.2.4 Nhận xét đồ thị………………………… …… …… 91 2.8.2.2.5 Nhận xét sai số………………………………… …… 92 2.8.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị đo K cách khắc phục … 92 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN…………………………… ………………………… 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………… ………………………… 97 PHỤ LỤC……………………………………….………………………………….98 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang LỜI CẢM ƠN Thời gian trôi qua thật nhanh ngày chập chững bước vào Trường Đại Học Sư Phạm mà phải xa trường, xa thầy cô, bạn bè Bốn năm với kỉ niệm thân thương, vui buồn lẫn lộn, vài tháng em trở thành người thầy với hành trang kiến thức kỹ sư phạm mà em học tập, trau dồi, mài dũa, rèn luyện từ thầy cô, bạn bè, em tin hoàn thành tốt nhiệm vụ “Trồng Người” ươm mầm cho ước mơ mai sau Lời em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể ban giám hiệu nhà trường, toàn thể quý thầy cô khoa Vật Lý tạo điều kiện để em học tập, truyền thụ kiến thức, kinh nghiệm sống kỹ sư phạm quý báu để em tự tin dạy học sau Em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Thầy Trần Văn Tấn giảng viên khoa Vật Lý Đại Học Sư Phạm TPHCM tận tình giúp đỡ, sửa chữa sai sót cho em suốt trình làm luận văn để đề tài hoàn chỉnh Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy Nguyễn Hoàng Long, Thầy Nguyễn Lâm Duy, Cô Nguyễn Thanh Loan tạo điều kiện thuận lợi để em bạn hoàn thành tốt luận văn phòng thí nghiệm Vật Lý Nâng Cao Con xin cảm ơn Ba Mẹ nuôi dạy nên người để có ngày hôm nay, cảm ơn Chị, Em Bạn bên động viên, bảo để vượt qua chặng đường đầy gian lao, khó khăn thử thách Một lần xin chân thành cảm ơn tất người, cảm ơn người nhiều lắm, chúc tất hạnh phúc, vui vẻ thành công sống TP Hồ Chí Minh ngày 20 tháng năm 2012 Sinh Viên Lưu Sỹ Hiệp SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.2 Bảng thang màu nhiệt độ……………………… ……………… …… 17 Bảng 2.11 Bảng số giá trị hệ số nhiệt điện động với số cặp kim loại 54 Bảng 2.29 Bảng giá trị đo điện trở R p nhiệt độ phòng……………… ………… 77 Bảng 2.30 Bảng giá trị đo U nđ T (Lần 1)……………………… ……………….79 Bảng 2.31 Bảng giá trị sai số (Lần 1)……………………… ………………………….80 Bảng 2.32 Bảng giá trị ln U nđ ; lnT sai số (Lần 1)………………… ………… 81 Bảng 2.34 Bảng giá trị ln U nđ lnT (Lần 1)……………………… …… ……… 83 Bảng 2.35 Bảng giá trị đo U nđ T (Lần 2)…………………………… …….…….86 Bảng 2.36 Bảng giá trị sai số (Lần 2)…………………………………………… …….87 Bảng 2.37 Bảng giá trị ln U nđ ; lnT sai số (Lần 2)…………………………… 88 Bảng 2.39 Bảng giá trị ln U nđ lnT (Lần 2)…………… ……… ……………… 90 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Đường cong thực nghiệm…………………………………… …… …………14 Hình 1.3 Năng lượng phát từ diện tích dS mang góc khối d có phương trung bình AA’………………………………………………………… ……… …… 19 Hình 1.4 ánh sáng vào từ hốc…………………….……… ….………22 Hình 1.5 Bình kín C vật xạ M…………………………… ….……….…………23 Hình 1.6 Năng lượng xạ phát từ diện tích dS vật M mang góc khối d có phương trung bình AA’………………………………… …………………23 Hình 1.7 Vật đen phát xạ theo phương nhau……….…….… …………27 Hình 1.8 Năng lượng phát đơn vị diện tích bề mặt…… …… ………….28 Hình 1.9 Năng lượng xạ phát từ diện tích dS vật M………… ………….28 Hình 1.10 Sơ đồ thí nghiệm xác định phụ thuộc rvđ;T theo  ……………….29 Hình 1.11 Năng suất xạ đơn sắc vật đen, hay từ lỗ hổng hốc, vẽ hai nhiệt độ khác Các dải tần số bước sóng ánh sáng khả kiến cho vùng tô sẫm……………………………….………………………… 31 Hình 1.12 Stefan………………………… ………………………………………….…….32 Hình 1.13 Boltzman……………………………………… …………… ……………… 32 Hình 1.14 Wien…………………………………… …… ………………………….……33 Hình 1.15 Đồ thị mô tả phụ thuộc rvđ;T theo  ……… ……………… ….…34 Hình 1.16 Rayleigh……………………………………………………….……….……….35 Hình 1.17 Jeans…………………………………………………… …… ………………35 Hình 1.18 Planck……………………………………………………… … …………… 36 Hình 1.19 Đồ thị mô tả phụ thuộc r ;T theo  vật thực vật đen ….41 Hình 1.20 Đồ thị mô tả phụ thuộc r ;T theo  vật Xám vật đen …42 Hình 1.21 Sơ đồ Quang Hỏa Kế xạ toàn phần…………………………….… …43 Hình 1.22 Sơ đồ Quang Hỏa Kế Đơn Sắc……………………………… ………… …44 Hình 2.1 Thanh quang học………………………………….…………………………….47 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang Hình 2.2 Biến trở 330 ………………………………………………….……………….48 Hình 2.3 Đồng hồ điện tử…………………………………….…………… …………….48 Hình 2.4 Nguồn điện 20V…………………………………………… ………………… 49 Hình 2.5 Nhiệt kế……………………………………………………………… ….………49 Hình 2.6 Giá đỡ………………………………………………………… …… ………….50 Hình 2.7 Đèn dây tóc 12V-21W………………………………………… …… ……… 51 Hình 2.8 Seebeck (1770-1831)……………………………………… … ………52 Hình 2.9 Thí nghiệm dòng nhiệt điện…………………………………… .…….52 Hình 2.10 Điện trường lớp tiếp xúc hai kim loại A B…………… ……53 Hình 2.12 Cấu tạo nhiệt kế nhiệt điện…………………………………… ……….……55 Hình 2.13 Sơ đồ cặp nhiệt điện………………………… ……… ………….…….55 Hình 2.14 Điện trở suất bán dẫn kim loại phụ thuộc khác vào nhiệt độ ……………………………………………………………… ……………………………….56 Hình 2.15 Mô hình mạng tinh thể Silic…………………………… ……… ………….57 Hình 2.16 Tinh thể Si nhiệt độ tương đối cao có phát sinh cặp electron lỗ trống………………………………………………………… …………………… ………58 Hình 2.17 Bán dẫn loại n……………………………………………… ……… ………60 Hình 2.18 Bán dẫn loại p……………………………………………… …………… …61 Hình 2.19 Sự hình thành lớp chuyển tiếp p-n……………………….………….………62 Hình 2.20 Cảm biến nhiệt điện…………………….……………… …… …… ……63 Hình 2.21 Cấu tạo cảm biến nhiệt điện (Pin nhiệt điện)……….………….…….……64 Hình 2.22 Thanh bán dẫn loại p n đặt song song nối với kim loại……………………………………………………… ………64 Hình 2.23 Sơ đồ mô hoạt động cặp Pin nhiệt điện bán dẫn… …65 Hình 2.24 Sơ đồ lắp ráp thí nghiệm………………………………….… ………………66 Hình 2.25 Sơ đồ đo R p ………………………………… ……………… ……………69 Hình 2.26 Sơ đồ thực tế đo R p ……………………………… …………….… ………69 Hình 2.27 Sơ đồ đo U nđ điện trở Rt …………………………….……… …………70 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 10 Hình 2.28 Sơ đồ thực tế đo U nđ điện trở Rt ……………………….……… ……71 Hình 2.33 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc ln U nđ vào lnT (Lần 1)….……….…82 Hình 2.38 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc ln U nđ vào lnT (Lần 2)….…….……89 Hình 2.40 Dùng thùng cacton che dụng cụ thí nghiệm……….…………… … …….93 Hình 2.41 Cảm biến nhiệt điện dạng Phễu……………………………… ….…………95 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 95 Hình 2.41 Cảm biến nhiệt điện dạng Phễu Với cảm biến có ống che sáng trên, tia sáng hội tụ dễ dàng bề mặt cảm biến sau phản xạ bề mặt nhẵn bóng ống che sáng  kết đo vị trí khác xác ( ln U nđ tuyến tính với lnT), đồ thị vị trí khác đường thẳng song song có hệ số góc K + Ở vị trí thích hợp đủ xa (21, 22, 23, 24, 25cm) tia sáng dường tia song song nhau, sau phản xạ bề mặt nhẵn bóng ống che sáng hội tụ bề mặt nóng cảm biến  kết đo U nđ xác + Nếu đo xa cường độ xạ vị trí yếu nên ta đợi chưa đủ thời gian mà đọc dẫn đến đo U nđ sai bề mặt nóng cảm biến chưa đạt đến giá trị T2, nhiều xạ có cường độ yếu không đủ làm cho U nđ đạt đến giá trị định mức nên đo vị trí sai  muốn đo vị trí ta cần phải chọn đèn có công suất lớn SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 96 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN - Từ việc nghiên cứu sở lý thuyết tượng xạ nhiệt trình bày chi tiết dựa theo lý thuyết học chương trình đại học, có chọn lọc, tổng hợp, em lắp ráp thí nghiệm “kiểm chứng định luật Stefan-Boltzmann xạ nhiệt vật Xám”, số liệu thu cho thấy sai khác với lý thuyết không nhiều, hệ số góc K xấp xỉ 4, đồ thị ln U nđ phụ thuộc tuyến tính với lnT, hay nói khác suất xạ toàn phần RT tỉ lệ với lũy thừa bậc nhiệt độ tuyệt đối vật Xám  định luật Stefan-Boltzmann nghiệm vật Xám - Thí nghiệm kiểm chứng định luật Stefan-Boltzmann xạ nhiệt vật Xám dễ thực có độ xác cao, ta loại bỏ yếu tố làm ảnh hưởng đến kết đo kết xác Tuy nhiên ta chọn vị trí cảm biến nhiệt điện cách đèn 21, 22, 23, 24, 25cm để làm thí nghiệm, muốn đo vị trí khác ta phải chọn cảm biến nhiệt điện dạng Phễu trình bày Vậy ta sử dụng dụng cụ thí nghiệm (đặt cảm biến cách đèn 21, 22, 23, 24, 25cm) vào việc giảng dạy trường đại học làm phong phú thêm thí nghiệm giúp rèn luyện kĩ thực hành tính kiên trì cho sinh viên thời gian lấy số liệu tương đối lâu (khoảng 100phút) phải tiến hành cách tỉ mỉ kết đo xác Đề tài phát triển theo hướng sau: + Sử dụng đèn có công suất lớn để kiểm chứng xem định luật StefanBoltzmann có nghiệm vật Xám hay không + Tiếp tục bổ xung hoàn chỉnh thí nghiệm như: ống che sáng dạng Phễu để đo vị trí khác nhau, bề mặt cảm biến phải bôi đen hoàn toàn để hấp thụ hoàn toàn xạ tới, bố trí phòng thật tối kết đo xác SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu từ sách: [1] TS Nguyễn Trần Trác - TS Diệp Ngọc Anh (2005), Giáo Trình Quang Học, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TPHCM [2] Trần Ngọc Hợi (Chủ Biên) - Phạm Văn Thiều, Vật Lý Đại Cương Các Nguyên Lý Và Ứng Dụng, Nhà Xuất Bản Giáo Dục Việt Nam [3] Nguyễn Xuân Chánh - Lê Băng Sương, Vật Lý Cơ Sở Hiện Đại Phổ Thông, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kĩ Thuật [4] Nguyễn Thế Khôi (Tổng Chủ Biên) - Nguyễn Phúc Thuần (Chủ Biên) - Nguyễn Ngọc Hưng - Vũ Thanh Khiết - Phạm Xuân Quế - Phạm Đình Thiết - Nguyễn Trần Trác, Sách Giáo Khoa Vật Lý 11 Nâng Cao, Nhà Xuất Bản Giáo Dục [5] Th.S Trần Quốc Hà (2008), Giáo Trình Thiên Văn Học Đại Cương, Nhà Xuất Bản Đại Học Sư Phạm TPHCM [6] Tạ Văn Đĩnh, Phương Pháp Tính, Nhà Xuất Bản Giáo Dục [7] ThS Nguyễn Thị Thếp (2004), Lịch Sử Vật Lý, Nhà Xuất Bản Đại Học Sư Phạm TPHCM Tài liệu từ internet: [8] http://thuvienvatly.com [9] http://physics.kenyon.edu/EarlyApparatus/Thermodynamics/Differential_ Thermopile/Differential_Thermopile.html [10] http://www.labscientificequipments.com/thermopile-12-pairs-of-bismuth -and-antimony-poles-7705.html [11] http://www.a3bs.com/product-manual/U8441301 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 98 PHỤ LỤC - Bảng giá trị đo số vị trí, hệ số góc K xác định phương pháp bình phương bé (không cần vẽ đồ thị) Phụ lục 1: Vị trí 44-64 (cảm biến cách đèn 20cm), nhiệt độ phòng tp=26,8 0C Thứ tự U (V) I (A) U nđ (mV) T (K) 4,108 0,309 0,25 1,2025.103 5,187 0,341 0,38 1,3441.103 5,840 0,358 0,48 1,4236.103 6,610 0,378 0,59 1,5069.103 6,923 0,387 0,63 1,5351.103 7,501 0,400 0,74 1,5950.103 7,891 0,410 0,79 1,6290.103 8,188 0,417 0,87 1,6556.103 8,430 0,423 0,89 1,6756.103 10 8,969 0,434 0,99 1,7254.103 11 9,720 0,451 1,13 1,7846.103 12 10,213 0,463 1,24 1,8182.103 13 10,890 0,476 1,37 1,8720.103 14 11,250 0,483 1,46 1,8990.103 15 11,980 0,497 1,61 1,9515.103 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 99 Thứ tự yi  ln U nđ xi  ln T -1,3863 7,0922 -0,9676 7,2035 -0,7340 7,2609 -0,5276 7,3178 -0,4620 7,3364 -0,3011 7,3746 -0,2357 7,3957 -0,1393 7,4119 -0,1165 7,4239 10 -0,0101 7,4532 11 0,1222 7,4869 12 0,2151 7,5056 13 0,3148 7,5348 14 0,3784 7,5491 15 0,4762 7,5764 Giải phương pháp bình phương bé  đường thẳng có dạng ln U nđ  3,8599ln T  28, 7687 Vậy hệ số góc K=3,8599 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 100 Phụ lục 2: Vị trí 44-65 (cảm biến cách đèn 21cm), nhiệt độ phòng tp=27,1 0C Thứ tự U (V) I (A) U nđ (mV) T (K) 2,813 0,265 0,09 996,6494 3,393 0,284 0,14 1,1002.103 3,790 0,299 0,17 1,1558.103 4,503 0,320 0,24 1,2605.103 5,011 0,335 0,31 1,3257.103 5,528 0,350 0,37 1,3864.103 6,156 0,366 0,45 1,4597.103 6,608 0,370 0,52 1,5330.103 7,061 0,390 0,58 1,5502.103 10 7,430 0,399 0,64 1,5860.103 11 7,798 0,408 0,71 1,6198.103 12 8,312 0,419 0,78 1,6694.103 13 8,905 0,433 0,87 1,7187.103 14 9,499 0,447 0,98 1,7646.103 15 10,002 0,458 1,08 1,8036.103 16 10,597 0,471 1,20 1,8472.103 17 10,793 0,475 1,23 1,8618.103 18 11,390 0,487 1,35 1,9052.103 19 11,953 0,499 1,47 1,9418.103 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 101 Thứ tự yi  ln U nđ xi  ln T -2,4079 6,9044 -1,9661 7,0032 -1,7720 7,0525 -1,4271 7,1393 -1,1712 7,1897 -0,9943 7,2345 -0,7985 7,2860 -0,6539 7,3350 -0,5447 7,3461 10 -0,4463 7,3690 11 -0,3425 7,3901 12 -0,2485 7,4202 13 -0,1393 7,4493 14 -0,0202 7,4757 15 0,0770 7,4975 16 0,1823 7,5214 17 0,2070 7,5293 18 0,3001 7,5523 19 0,3853 7,5714 Giải phương pháp bình phương bé  đường thẳng có dạng ln U nđ  4,1556ln T  31, 0799 Vậy hệ số góc K=4,1556 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 102 Phụ lục 3: Vị trí 44-67 (cảm biến cách đèn 23cm), nhiệt độ phòng tp=27,3 0C Thứ tự U (V) I (A) U nđ (mV) T (K) 2,614 0,258 0,06 958,4586 2,978 0,272 0,09 1,0228.103 3,509 0,289 0,13 1,1151.103 4,096 0,308 0,17 1,2028.103 4,739 0,327 0,21 1,2915.103 5,380 0,346 0,28 1,3687.103 5,764 0,357 0,33 1,4116.103 6,397 0,374 0,39 1,4799.103 6,896 0,386 0,45 1,5334.103 10 7,263 0,395 0,50 1,5698.103 11 7,651 0,405 0,55 1,6046.103 12 8,055 0,414 0,60 1,6434.103 13 8,507 0,425 0,67 1,6815.103 14 9,067 0,438 0,74 1,7278.103 15 9,503 0,448 0,83 1,7620.103 16 10,137 0,461 0,91 1,8136.103 17 10,622 0,472 0,99 1,8475.103 18 11,092 0,481 1,07 1,8839.103 19 11,316 0,486 1,11 1,8985.103 20 11,932 0,498 1,22 1,9422.103 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 103 Thứ tự yi  ln U nđ xi  ln T -2,831 6,8653 -2,4079 6,9303 -2,0402 7,0167 -1,7720 7,0924 -1,5606 7,1636 -1,2730 7,2216 -1,1087 7,2525 -0,9416 7,2997 -0,7985 7,3352 10 -0,6931 7,3587 11 -0,5978 7,3806 12 -0,5108 7,4045 13 -0,4005 7,4274 14 -0,3011 7,4546 15 -0,1863 7,4742 16 -0,0943 7,5031 17 -0,0101 7,5216 18 0,0677 7,5411 19 0,1044 7,5488 20 0,1989 7,5716 Giải phương pháp bình phương bé  đường thẳng có dạng ln U nđ  4,1493ln T  31, 2220 Vậy hệ số góc K=4,1493 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 104 Phụ lục 4: Vị trí 44-69 (cảm biến cách đèn 25cm), nhiệt độ phòng tp=27,6 0C Thứ tự U (V) I (A) U nđ (mV) T (K) 3,045 0,273 0,08 1,0388.103 3,606 0,292 0,11 1,1310.103 4,263 0,312 0,16 1,2301.103 4,809 0,329 0,21 1,3007.103 5,225 0,340 0,24 1,3555.103 5,715 0,354 0,28 1,4115.103 6,223 0,368 0,33 1,4551.103 6,834 0,384 0,39 1,5286.103 7,498 0,400 0,46 1,5945.103 10 7,804 0,408 0,49 1,6209.103 11 8,204 0,416 0,53 1,6615.103 12 8,681 0,427 0,59 1,7028.103 13 8,865 0,432 0,62 1,7156.103 14 9,572 0,448 0,70 1,7723.103 15 10,023 0,457 0,75 1,8098.103 16 10,518 0,468 0,83 1,8456.103 17 10,832 0,474 0,87 1,8703.103 18 11,392 0,484 0,93 1,9065.103 19 11,798 0,494 1,00 1,9372.103 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 105 Thứ tự yi  ln U nđ xi  ln T -2,5257 6,9458 -2,2073 7,0309 -1,8326 7,1149 -1,5606 7,1707 -1,4271 7,2119 -1,2730 7,2524 -1,1087 7,2828 -0,9416 7,3321 -0,7765 7,3743 10 -0,7133 7,3907 11 -0,6349 7,4155 12 -0,5276 7,4400 13 -0,4780 7,4475 14 -0,3567 7,4800 15 -0,2877 7,5010 16 -0,1863 7,5206 17 -0,1393 7,5339 18 -0,0726 7,5530 19 7,5690 Giải phương pháp bình phương bé  đường thẳng có dạng ln U nđ  4, 0366ln T  30,5484 Vậy hệ số góc K=4,0366 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 106 Phụ lục 5: Vị trí 44-70 (cảm biến cách đèn 26cm), nhiệt độ phòng tp=27,5 0C Thứ tự U (V) I (A) U nđ (mV) T (K) 3,835 0,299 0,12 1,1672.103 4,353 0,316 0,15 1,2384.103 4,904 0,332 0,19 1,3120.103 5,314 0,344 0,21 1,3613.103 5,687 0,354 0,26 1,4059.103 6,456 0,375 0,32 1,4878.103 6,878 0,386 0,35 1,5302.103 7,197 0,393 0,37 1,5646.103 7,551 0,402 0,40 1,5972.103 10 7,858 0,409 0,42 1,6267.103 11 8,289 0,419 0,47 1,6657.103 12 8,557 0,426 0,50 1,6863.103 13 8,855 0,432 0,53 1,7141.103 14 9,268 0,442 0,58 1,7457.103 15 9,612 0,450 0,61 1,7719.103 16 10,166 0,461 0,67 1,8178.103 17 10,311 0,464 0,68 1,8290.103 18 10,918 0,476 0,75 1,8759.103 19 11,593 0,490 0,83 1,9228.103 20 11,788 0,494 0,85 1,9359.103 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 107 Thứ tự yi  ln U nđ xi  ln T -2,1203 7,0624 -1,8971 7,1216 -1,6607 7,1793 -1,5606 7,2162 -1,3471 7,2484 -1,1394 7,3051 -1,0498 7,3332 -0,9943 7,3554 -0,9163 7,3760 10 -0,8675 7,3943 11 -0,7550 7,4180 12 -0,6931 7,4303 13 -0,6349 7,4466 14 -0,5447 7,4649 15 -0,4943 7,4798 16 -0,4005 7,5054 17 -0,3857 7,5115 18 -0,2877 7,5368 19 -0,1863 7,5615 20 -0,1625 7,5683 Giải phương pháp bình phương bé  đường thẳng có dạng ln U nđ  3,8628ln T  29,3961 Vậy hệ số góc K=3,8628 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 108 Phụ lục 6: Vị trí 44-72 (cảm biến cách đèn 28cm), nhiệt độ phòng tp=28,1 0C Thứ tự U (V) I (A) U nđ (mV) T (K) 2,593 0,257 0,05 955,1006 3,235 0,278 0,08 1,0763.103 3,727 0,295 0,10 1,1526.103 4,456 0,318 0,14 1,2561.103 4,912 0,331 0,17 1,3170.103 5,496 0,348 0,20 1,3863.103 6,018 0,362 0,24 1,4459.103 6,541 0,375 0,28 1,5038.103 7,178 0,391 0,32 1,5677.103 10 7,637 0,402 0,36 1,6119.103 11 8,141 0,415 0,40 1,6544.103 12 8,502 0,423 0,43 1,6872.103 13 8,904 0,433 0,47 1,7185.103 14 9,408 0,444 0,52 1,7605.103 15 10,047 0,458 0,59 1,8101.103 16 10,783 0,473 0,67 1,8667.103 17 11,106 0,479 0,70 1,8921.103 18 11,512 0,487 0,75 1,9215.103 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 109 Thứ tự yi  ln U nđ xi  ln T -2,9957 6,8618 -2,5257 6,9813 -2,3026 7,0498 -1,9961 7,1358 -1,7720 7,1831 -1,6094 7,2344 -1,4271 7,2765 -1,2730 7,3158 -1,1394 7,3574 10 -1,0217 7,3852 11 -0,9163 7,4112 12 -0,8440 7,4308 13 -0,7550 7,4492 14 -0,6539 7,4734 15 -0,5276 7,5011 16 -0,4005 7,5319 17 -0,3567 7,5454 18 -0,2877 7,5609 Giải phương pháp bình phương bé  đường thẳng có dạng ln U nđ  3,8622ln T  29,5206 Vậy hệ số góc K=3,8622 SVTH: Lưu Sỹ Hiệp [...]... + Phạm vi nghiên cứu: - Kiểm chứng định luật Stefan-Boltzmann trong bức xạ nhiệt của vật Xám 4 Nhiệm vụ - Tìm hiểu công dụng, cấu tạo của dụng cụ thí nghiệm - Tìm hiểu các kiến thức về Bức xạ nhiệt - Biết lắp ráp sơ đồ thí nghiệm - Đo đạc lấy số liệu nhằm kiểm chứng định luật Stefan-Boltzmann trong bức xạ nhiệt của vật Xám là đúng từ đó rút ra kết luận về bài thí nghiệm và đề xuất các ý kiến 5 Phương... bức xạ nhiệt cân bằng SVTH: Lưu Sỹ Hiệp Trang 17 1.3 Bức xạ nhiệt 1.3.1 Định nghĩa - Khi một vật phát ra bức xạ gọi là nguồn bức xạ, vật phát ra bức xạ có thể do nhiều nguyên nhân như: vật bị kích thích bởi ánh sáng, phóng điện cho vật, do tác dụng hoá học Người ta gọi dạng bức xạ phát ra do tác dụng nhiệt gọi là bức xạ nhiệt, nó là dạng bức xạ phổ biến nhất Khi vật phát ra bức xạ thì năng lượng của. .. dụng nhiệt gọi là bức xạ nhiệt, nó là dạng bức xạ phổ biến nhất Khi vật phát ra bức xạ thì năng lượng của vật giảm và nhiệt độ cũng giảm theo, ngược lại khi vật hấp thụ bức xạ thì năng lượng của nó tăng và nhiệt độ cũng tăng theo Tuy nhiên nếu phần năng lượng của vật mất đi do phát xạ được bù lại bằng phần năng lượng mà vật nhận được do hấp thụ thì nhiệt độ của vật sẽ không đổi, bức xạ nhiệt của vật. .. của bình kín (một hốc) được xem là bức xạ của vật đen tuyệt đối  Để nghiên cứu bức xạ của vật đen tuyệt đối người ta nghiên cứu bức xạ phát ra từ một lỗ nhỏ của một hốc 1.3.5 Định luật KIRCHHOFF 1.3.5.1 Thí nghiệm - Xét một bình kín C không cho bức xạ đi qua, bên trong bình là chân không và được giữ ở nhiệt độ T không đổi, trong bình là vật bức xạ M Kết quả thí nghiệm cho thấy dù nhiệt độ T’ của vật. .. bình phát ra bức xạ hoặc phản chiếubức xạ, năng lượng bức xạ này khi chiếu tới vật M thì một phần năng lượng sẽ bị vật M hấp thụ biến thành nhiệt năng của các nguyên tử bên trong vật M, đồng thời Hình 1.5 - Bình kín C và vật bức xạ M vật M cũng phát ra các bức xạ (năng lượng bức xạ này được chuyển hoá từ nhiệt năng của các nguyên tử M) Giả sử ban đầu nhiệt độ của vật M thấp hơn nhiệt độ của bình C (T’