Решение: График теплового излучения
Статья к заданиюИнфракрасный термометр
Принцип работы инфракрасного термометра (пирометра) заключается в изменении интенсивности теплового излучения тела в зависимости от его температуры.
Инфракрасный термометр позволяет измерять температуру быстро, без непосредственного контакта с телом. Но при измерении температуры важно учитывать коэффициент излучения тела. Разные материалы в зависимости от цвета, матовой или зеркальной поверхности по-разному излучают тепло. Коэффициент излучения материала – это соотношение энергии, излучаемой поверхностью материала, с энергией излучения абсолютно чёрного объекта при равной температуре. Для абсолютно чёрных тел этот коэффициент равен 1. Для остальных же материалов этот коэффициент меньше. В пирометрах обычно стоит фиксированный коэффициент излучения, равный 0,95. Для большинства измеряемых материалов он подойдёт, но при существенно меньших коэффициентах излучения тел измерения температуры окажутся неточными.
На каждом устройстве производитель указывает оптическое разрешение, определяющее расстояние, на котором необходимо измерять температуру данного объекта. Например, на приборе указано оптическое разрешение 10:1. Это означает, что для правильного измерения температуры необходимо расположить прибор на расстоянии, равном 10×S, где S – это диаметр пятна, с которого тепловой датчик должен снять показание температуры. Если держать прибор чуть дальше, диаметр замеряемого пятна увеличится (как луч в фонарике) и показания будут сняты не только с процессора, но и с окружающей его платы.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
На рисунке представлены графики интенсивности излучения трёх тел при их нагревании до $1600\ ^\circ\mathrm{C}$, $1790\ ^\circ\mathrm{C}$ и $2000\ ^\circ\mathrm{C}$. Какой график соответствует телу с температурой $1600\ ^\circ\mathrm{C}$?
Решение по шагам
2 шагаСогласно закону смещения Вина, при увеличении температуры максимум излучения смещается в сторону меньших длин волн.
$$\lambda_{\max} T = \mathrm{const}$$Температуре $1600\ ^\circ\mathrm{C}$ соответствует самая низкая температура, поэтому максимум должен находиться при наибольшей длине волны. На рисунке это график 3.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Выбор графика с наибольшей интенсивностью вместо графика с максимумом при наибольшей длине волны.
Неверное понимание смещения максимума при повышении температуры.