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燈絲溫度（燈絲溫度）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22

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燈絲溫度

燈絲溫度可以用光測(cè)溫度計(jì)，或者用光譜儀測(cè)得燈絲光譜強(qiáng)度，找到峰值波長(zhǎng)，再根據(jù)維恩定理計(jì)算溫度光測(cè)溫度計(jì)、光譜儀等進(jìn)行測(cè)量。

基本信息

原理

維恩定理

基本定義

測(cè)量燈絲溫度的方法：光測(cè)溫度計(jì)，或者用光譜儀測(cè)得燈絲光譜強(qiáng)度，找到峰值波長(zhǎng)，再根據(jù)維恩定理計(jì)算溫度光測(cè)溫度計(jì)、光譜儀。

維恩定理

因發(fā)現(xiàn)熱輻射規(guī)律——維恩位移定律和建立黑體輻射的維恩公式，維恩（WilhelmCarlWernerOttoFritzFranzWien1864~1928）獲得了1911年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

19世紀(jì)末，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到熱輻射和光輻射都是電磁波，并對(duì)輻射能量在不同頻率范圍內(nèi)的分布問(wèn)題，特別是黑體輻射，進(jìn)行了較深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究。維恩和拉梅爾發(fā)明了第一個(gè)實(shí)用黑體——空腔發(fā)射體，為他們的實(shí)驗(yàn)研究提供了所需的“完全輻射”。維恩在前人研究的基礎(chǔ)上于1893年提出了理想黑體輻射的位移定律：lmaxT=常數(shù)。該定律指出，隨著溫度的升高，與輻射能量密度極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。由于輻射通量密度與輻射能量密度之比為c/4，所以在測(cè)出對(duì)應(yīng)輻射通量密度極大值的lmax后，就可以根據(jù)維恩位移定律確定輻射體的溫度。光測(cè)溫度計(jì)就是根據(jù)這一原理制成的。

接著，維恩研究了黑體輻射能量按波長(zhǎng)的分布問(wèn)題。他從熱力學(xué)理論出發(fā)，在分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之后，得到了一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)的公式：

u=b(λ^-5)(e^-a/λT)

(其中λ^-5和e^-a/λT分別表示λ的-5次方以及e的-a/λT次方。u表示能量分布的函數(shù)，λ是波長(zhǎng)，T是絕對(duì)溫度，a,b是常數(shù)。當(dāng)然，這里只是給大家看一看這個(gè)公式的樣子，對(duì)數(shù)學(xué)和物理沒(méi)有研究的朋友們大可以看過(guò)就算，不用理會(huì)它具體的意思)。

即維恩公式。其中，El為在波長(zhǎng)l處單位波長(zhǎng)間隔的輻射能量；C1和C2是兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，通過(guò)符合實(shí)驗(yàn)曲線來(lái)確定；T為平衡時(shí)的溫度。維恩公式在短波波段與實(shí)驗(yàn)符合得很好，但在長(zhǎng)波波段與實(shí)驗(yàn)有明顯的偏離。后來(lái)，在進(jìn)一步探索更好的輻射公式的過(guò)程中，普朗克建立了與所有的實(shí)驗(yàn)都符合的輻射量子理論。但是，在利用光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量溫度時(shí)，人們?nèi)越?jīng)常采用維恩公式，因?yàn)樗?jì)算簡(jiǎn)單且足夠精確。

參考資料

[1]

因發(fā)現(xiàn)熱輻射規(guī)律維恩位移定律和建立黑體輻射的維恩位移定律 · 豆丁網(wǎng)[引用日期2015-10-27]

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