оптична пірометрія

Радіаційна температура Тр - це така температура абсолютно чорного тіла, при якій його енергетична світність дорівнює енергетичній світності досліджуваного тіла. Оскільки всі реальні тіла, температура яких вимірюється, є сірими і для них поглощательная здатність АТ <1, то радиационная температура Тр тела, определяемая из закона Стефана-Больцмана, всегда меньше его истинной температуры тела Т, причем

Колірну температуру визначають на підставі закону Вина, використовуючи то властивість, що розподіл енергії в спектрі випромінювання сірого тіла таке ж, як і в спектрі абсолютно чорного тіла, що має ту ж температуру. В цьому випадку випромінює сіре тіло має такий же колір, як чорне тіло температури Тц. Колірна температура визначається за формулою Тц = b / # 955; max і збігається з істинною температурою тіла. Для тіл, характер випромінювання яких сильно відрізняється від випромінювання абсолютно чорного тіла (наприклад, володіють явно вираженими областями селективного поглинання), понятіае колірної температури не має сенсу. Таким способом визначається температура на поверхні Сонця і зірок. Порівняння спектру випромінювання Сонця і абсолютно чорного тіла показує, що їх ототожнювати можна тільки досить приблизно. При такому наближенні отримали колірну температуру Сонця приблизно 6500 До

Яскравості температура Тебе - це температура абсолютно чорного тіла, при якій для певної довжини хвилі його спектральна щільність енергетичної світності дорівнює спектральної щільності енергетичної світності досліджуваного тіла. Визначення яркостной температури засноване на застосуванні закону Кирхгофа для випромінювання досліджуваного тіла. Як яркостного пирометра зазвичай використовується пірометр зі зникаючою ниткою. принцип роботи якого грунтується на порівнянні випромінювання нагрітого тіла в певному спектральному інтервалі з довжиною хвилі # 955; з випромінюванням абсолютно чорного тіла з тією ж довжиною хвилі. Напруження нитки пірометра підбирається таким чином, що її зображення стає невиразним на тлі поверхні нагрітого тіла, тобто нитка як би «зникає». В цьому випадку яскравості випромінювання нитки і нагрітого тіла для даної # 955; збігаються і, отже, збігаються їх випромінювальні здатності. Використовуючи попередньо проградуйований по абсолютно чорного тіла міліамперметр, що вимірює струм нитки пірометра, можна визначити температуру яскравості. Якщо досліджуваний джерело випромінювання також є чорним тілом, то знайдена температура є її правдивою температурою. В іншому випадку при відомих А # 955;, Т і # 955; можна визначити справжню температуру досліджуваного нагрітого тіла

Крім пірометрів зі зникаючою ниткою, існують і інші пірометри для визначення яскравості температури, а через неї і істинної температури нагрітих тіл.

31. Постулати спеціальної теорії відносності. Перетворення Лоренца.

В основі спеціальної теорії відносності лежать постулати Ейнштейна, сформульовані ним в 1905 році.

1. Принцип відносності. ніякі досліди (механічні, електричні, оптичні і т.), проведені всередині інерціальної системи відліку, не дають можливості виявити, спочиває чи ця система або рухається рівномірно і прямолінійно; всі закони природи інваріантні по відношенню до переходу від однієї системи відліку до іншої.

2. Принцип інваріантності швидкості світла. швидкість світла у вакуумі не залежить від швидкості руху джерела світла спостерігача й однакова у всіх інерціальних системах відліку.

Перший принцип Ейнштейна є узагальненням механічного принципу на будь-які фізичні процеси. стверджує, що фізичні закони інваріантні по відношенню до вибору системи відліку, тобто протікають однаково, а рівняння, що описують ці закони, однакові за формою в усіх інерційних системах отсчета.Согласно другого постулату Ейнштейна, сталість швидкості світла - фундаментальна властивість природи, яке констатується як досвідчений факт.Спеціальная теорія відносності зажадала відмови від звичних уявлень про простір і час , прийнятих в класичній механіці, оскільки вони суперечили принципу сталості швидкості світла. Втратило сенс не тільки абсолютний простір, але і абсолютний час.

Постулати Ейнштейна і теорія, побудована на їх основі, встановили новий погляд на світ і нові просторово-часові уявлення, такі, наприклад, як відносність довжин і проміжків часу, відносність одночасності подій. Ці та інші наслідки з теорії Ейнштейна знаходять надійне експериментальне підтвердження.

Перетворення Лоренца. У класичній механіці використовуються перетворення Галілея, що описують перехід від однієї системи відліку до іншої (формули записані для випадку, коли система К 'рухається щодо До зі швидкістю v уздовж осі ОХ):

x '= x - vt x = x' + vt

y '= y y = y' (1) z '= z z = z'

У 1904 р ще до появи теорії відносності, Лоренцем були запропоновані перетворення, щодо яких рівняння Максвелла інваріантні. Перетворення Лоренцаімеют вид

x '= (x - vt) / √1 - # 946; 2 x = (x '+ vt') / √ 1 - # 946; 2

t '= (t - vx / C 2) / √ 1 - # 946; 2 t = t '+ vx' / C 2) / √ 1 - # 946; 2,

Ейнштейн показав, що в теорії відносності класичні перетворення Галілея замінюються перетвореннями Лоренца, що задовольняють постулатам Ейнштейна.

З порівняння наведених рівнянь випливає, що вони симетричні і відрізняються лише знаком при v, що очевидно. З перетворень Лоренца випливає також, що 1) при малих швидкостях, тобто при # 946;<<1, они переходят в классические преобразования Галилея (в этом заключается суть принципа соответствия ), которые являются, следовательно, предельным случаем преобразованийЛоренца. 2)При v>З виразу (2) для х, t, x ', t' втрачають фізичний зміст (стають уявними). Це знаходиться у відповідності з тим, що рух зі швидкістю, більшою швидкості поширення світла у вакуумі, неможливо.

З перетворень Лоренца випливає дуже важливий висновок про те, що 1) як відстань, так і проміжок часу між двома подіями змінюються при переході від однієї інерціальної системи до іншої, в той час як в рамках перетворень Галілея ці величини вважаються абсолютними, що не змінюються при переході від системи до системи. Крім того, 2) як просторові, так і тимчасові перетворення (2) не є незалежними, оскільки в закон перетворення координат входить час, а в закон перетворення часу - просторові координати, тобто встановлюється взаємозв'язок простору і часу. Таким чином, теорія Ейнштейна оперує не з тривимірним простором, до якого приєднується поняття часу, а розглядає нерозривно пов'язані просторові і тимчасові координати, що утворюють чотиривимірний простір-час.

32. Наслідки з перетворень Лоренца: одночасність подій в різних системах відліку; тривалість подій у різних системах відліку; довжина тіл у різних системах відліку.

1.Одновременность подій в різних системах відліку. Нехай в системі К в точках з координатами х1 і х2 в моменти часу t1 і t2 відбуваються дві події. В системі К 'їм соответствуюткоордінати х1' і х'2 і моменти часу t'1 і t'2. Якщо події в системі К відбуваються в одній точці (х1 = х2) і є одночасними (t1 = t2), то згідно з перетворенням Лоренца (2),

тобто ці події є одночасними і просторово збігаються для будь-якої системи відліку.

Якщо події в системі К просторово роз'єднані (х1 ≠ х2), але одночасні (t1 = t2), то в системі К ', згідно перетворенням Лоренца

Таким чином, в системі К 'ці події, залишаючись просторово роз'єднаними, виявляються і неодночасними. В одних системах відліку перша подія може передувати другому, в той час як в інших системах відліку, навпаки, друга подія передує першому.