Атомный ледокол "Россия"

Физика лекции и примеры решения задач

З а д а ч а 3.3

Определить длину волны, соответствующую максимуму энергии излучения лампы накаливания. Нить накала лампы имеет длину  = 15 см и диаметр d =0.03 мм. Мощность, потребляемая лампой, P = 10 Вт. Нить лампы излучает, как серое тело с коэффициентом поглощения  20% потребляемой энергии передаётся другим телам вследствие теплопроводности и конвенции.

Р е ш е н и е

По первому закону Вина длина волны, соответствующая максимуму излучения, равна

. (3.12)

Температуру нити найдём по закону Стефана-Больцмана:

 σ, (3.13)

где  - мощность, излучаемая лампой,  - площадь поверхности нити накаливания лампы.

Выразив T из соотношения (3.13) и подставив в формулу (3.12), получим:

. (3.14)

Произведя вычисления, найдём

м

З а д а ч а 3.4.

 Вольфрамовая нить накаливается в вакууме током силой  до температуры  К. при какой силе тока нить накалится до температуры  К. коэффициент черноты вольфрама и его удельные сопротивления, соответствующие температурам  равны: 

Р е ш е н и е

Пренебрегая потерями на нагревание цоколя лампы и воздуха, предположим, что вся подводимая к лампе электрическая мощность расходуется на излучение:

, (3.15)

где  - мощность, потребляемая вольфрамовой нитью от источника электрической энергии,  - мощность излучения лампы.

Выражая  через , получим

, (3.16)

где  - длина нити, S – её площадь.

Чтобы найти излучательную мощность лампы надо учесть, что излучение вольфрама существенно отличаются от излучения абсолютно чёрного тела, нагретого до той же температуры. Пользуясь законом Стефана-Больцмана, запишем

. (3.17)

Согласно равенству (3.15)

. (3.18)

Записав уравнение (3.18) дважды для нити, нагретой до температуры  получим

 (3.19)

 (3.20)

Разделив уравнения (3.19) и (3ю20) почленно, найдём

А.


Примеры решения задач по различным разделам физики