Поток излучения характеризуется количеством энергии,
переносимой электромагнитными волнами в единицу времени через
какую-либо поверхность. Полный поток излучения можно измерить по его
тепловому действию при поглощении излучения приемником в виде абсолютно
черного тела.
Опыт 20. Наиболее просто осуществимая
демонстрация заключается в том, что на некотором расстоянии друг от
друга устанавливают лабораторную электрическую плитку с открытой
спиралью и теплоприемник, соединенный с микроманометром (рис. 16).
Pис. 16
После включения и разогрева электрической плитки излучаемая
энергия частично поглощается теплоприемником. Вследствие повышения
температуры воздуха в теплоприемнике его давление возрастает, что и
отмечает микроманометр.
При полном накале электроплитки давление воздуха
в теплоприемнике возрастает на 20 мм водяного столба (стрелка прибора
отклоняется на всю шкалу).
Т. Т. Несмотря на простоту схемы демонстрации, следует учесть ее существенные недостатки, заключающиеся в следующем:
1. Источник излучения при таком расстоянии между плиткой и теплоприемником нельзя назвать точечным.
2. Разогревание электроплитки требует сравнительно много
времени, хотя для экономии времени электрическую плитку можно включить в
сеть еще до начала демонстрации.
Опыт не удается, если используется электрическая плитка с закрытой спиралью.
Опыт 21. В качестве источника излучения
используют электрическую лампу накаливания (6 В, 30 Вт) с нитью накала в
виде короткой спирали, в качестве энергоприемника — квадратный листок
алюминиевой фольги, покрытый с одной стороны ровным слоем сажи.
Изменение температуры энергоприемника определяют чувствительной
термопарой,
соединенной с зеркальным гальванометром (рис. 17). При расстоянии
между источником излучения и энергоприемником 30 см световой указатель
гальванометра отклоняется на два оцифрованных деления сразу после
включения электрической лампы. Показания гальванометра быстро
возрастают при уменьшении расстояния между источником энергии и
энергопоглощающей пластиной.
Pис. 17
Т. Т. Хороший ровный слой сажи на пластине можно получить, если подержать ее над пламенем горящей резины.
Чувствительность энергоприемника возрастет, если сократить
потери энергии противоположной стороной пластины. Для этого достаточно
наклеить на пластину слой толстой ткани или поролона, оставив небольшое
отверстие в теплоизолирующей подложке для термопары. (Однако сохранить
энергоприемник в таком виде сложно.)
Удобен в работе и всегда готов к применению несложный
самодельный энергоприемник. За основу прибора берут пластмассовую чашку
Петри диаметром 90 мм. На дно чашки крепят два контактных гнезда для
соединительных проводов, а на боковую стенку — гнездо с резьбовым
отверстием для крепления стержня-держателя. Открытую часть чашки
заклеивают тонкой алюминиевой фольгой. К внутренней поверхности фольги
приклеивают чувствительную термопару из нихром-константановых
проводников, диаметром 0,2 мм. Выводы термопары соединяют с контактными
гнездами (рис. 18).
Pис. 18
Лицевую поверхность фольги покрывают слоем сажи. При
хранении прибора эту закопченную поверхность защищают от повреждения
крышкой чашки Петри.
Сборка демонстрационной установки (рис. 19) с таким энергоприемником доставляет меньше хлопот.
Pис. 19
Опыт 22. В этой демонстрации вместо
электрической лампы в качестве источника излучения используют спираль
проволочную на колодке из лабораторного набора приборов. При напряжении
6—8 В нагревательный элемент раскаляется до ярко-красного цвета. При
расстоянии 0,5 м до источника излучения световой указатель
гальванометра отклоняется на два оцифрованных деления по шкале 0—10
(рис. 20).
Pис. 20 |