观察和测量光热转换的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物理基础研宄领域，特别是光致发光、光的热效应、光热转换、以及热光之间关系的研宄。
【背景技术】
[0002]有一个中学物理演示实验，太阳光在凸透镜的汇聚下，能够集聚到点燃纸片的温度(热量)，其他的实验验证，点燃纸片的温度在150-200摄氏度；在太阳能发电领域，有技术参数指明，太阳光的汇聚能够达到2000摄氏度；钨丝灯的钨丝的熔点在3422°C，钨丝灯发光的温度能够达到3000°C左右。
[0003]因此，现有的技术告诉我们，热的物体能够发光(眼睛看到的是可见光)；光是一种电磁波，从检测设备获知，热的物体也可能发射一些不可见的电磁波，温度高一些，可见的电磁波多一些；同时，电磁波也能够对物体加热；在物理上，大多数的物理现象之间是可逆，即相互转换的，那么，现在有一个问题出现了:光热之间能否相互转换，热的物体发射的电磁波能否将物体加热到与发光体相同的温度。
【发明内容】
[0004]为验证热的物体发射的电磁波能否将物体加热到与发光体相同的温度，本发明设计观察和测量光热转换的装置。
[0005]本发明实现发明目的采用的技术方案是:观察和测量光热转换的装置，包含电极、电源、玻璃内壳、玻璃外壳、玻璃内壳与玻璃外壳之间为真空，玻璃内壳内有电极，采用钠光灯或者汞灯的结构，其特征是:玻璃内壳的内侧被一个玻璃隔板分成两个分区，两个分区的唯一差别在于一个分区有灯丝，称为有灯丝区，一个分区没有灯丝，称为无灯丝区，有灯丝区和无灯丝区所含的钠或者汞的数量，在相同的温度下，其蒸汽压是相同的。
[0006]在隔板两侧的空间的中心位置各布置一个温度传感器，温度传感器采用铂铑热电偶，通过铂铑热电偶探测到的电动势计算隔板两侧的温度。
[0007]在玻璃外壳的上端和下端各布置一个气管，气管连通玻璃外壳的内侧和外侧，其中一个气管连接鼓风机，另外一个气管连接吸风机，使气流在玻璃内壳的外侧快速流动，带走玻璃内壳的部分热量，使玻璃内壳的温度维持一个稳定的分布。
[0008]本发明的有益效果是:由于发光体与被加热物体都是相同的材料，它们必然具备相同的原子结构，也就必然具备相同的能级结构，发光体发射的电磁波的能量一定能够被被加热的物体吸收，促使其温度升高；本装置能够采用现有的制作技术，因此结构可制造，成本也比较低廉；本装置能够观察到发光体和被加热物体的温度，从感官上，可以通过眼睛观察隔板两侧的亮度差别，从实验上，可以采用光功率探测，或者通过光谱仪探测光谱和其强度；通过风冷降低温度，能够观察温度降低对光强的影响。
【附图说明】
[0009]图1是观察和测量光热转换的装置的示意图；图2是带温度传感器的装置；图3是带风冷的装置。
[0010]其中，1、电源，2、有灯丝区，3、隔板，4、无灯丝区，5、温度传感器，6、气管。
【具体实施方式】
[0011]一个常用的光源，比如物理实验室常用的钠光灯、低压汞灯、高压汞灯，其主要的特征是能够发射特定波长的光线，在光谱图上能够观察到分离的谱线。
[0012]与现有技术相同的是，内部结构相同，包含电极、电源1、玻璃内壳、玻璃外壳、玻璃内壳与玻璃外壳之间为真空，玻璃内壳内有电极。
[0013]与现有技术不同之处在于，玻璃内壳被一个玻璃隔板3分成两个分区，两个分区的唯一差别在于一个分区有灯丝，称为有灯丝区2，一个分区没有灯丝，称为无灯丝区4，有灯丝区2和无灯丝区4所含的钠或者汞的数量，在相同的温度下，其蒸汽压是相同的:建议的方法是，两个分区的大小相同，在忽略灯丝体积的近似条件下，两个分区注入相同的钠含量或者汞含量。
[0014]当有灯丝区2发光，对无灯丝区4进行加热，导致无灯丝区4的钠或者汞汽化，钠或者汞蒸汽吸收有灯丝区2的光的能量，因为，两者的能级是相同的，自然，其发射的光谱也是相同的，因此可以通过肉眼观察其发光强度，也可以通过光谱仪(配合光阑，光阑起着限制入射光的传播方向，这样可以单独观察有灯丝区2或者无灯丝区4的光谱)测量有有灯丝区2和无灯丝区4的光谱(波长)和其强度(能量)的差别。
[0015]在隔板3两侧的空间的中心位置，该中心位置是指该点到左侧和右侧的距离相等、到上端和下端的距离相等、到前面和后面的距离相等，这在数学上是存在的这样一个点，但是，在本发明中，由于中间位置的区域是稳定的，因此大致在中心位置即可。在隔板3两侧的空间的中心位置各布置一个温度传感器5，温度传感器5建议采用铂铑热电偶，通过铂铑热电偶探测到的电动势，估计隔板3两侧的温度差。
[0016]在玻璃外壳的上端和下端各布置一个气管6，气管6连通玻璃外壳的内侧和外侧，其中一个气管6连接鼓风机，另外一个气管6连接吸风机，使气流在玻璃内壳的外侧快速流动，带走玻璃内壳的部分热量，使玻璃内壳的温度维持一个稳定的分布。但，必须注意，一定要在启动电源之前，先启动气体流动，避免冷空气造成热的玻璃内壳的骤冷破裂，通过降低温度，能够观察温度降低对光强的影响。
【主权项】
1.观察和测量光热转换的装置，包含电极、电源(I)、玻璃内壳、玻璃外壳、玻璃内壳与玻璃外壳之间为真空，玻璃内壳内有电极，采用钠光灯或者汞灯的结构，其特征是:玻璃内壳的内侧被一个玻璃隔板(3)分成两个分区，两个分区的唯一差别在于一个分区有灯丝，称为有灯丝区(2)，一个分区没有灯丝，称为无灯丝区(4)，有灯丝区(2)和无灯丝区(4)所含的钠或者汞的数量，在相同的温度下，其蒸汽压是相同的。
2.根据权利要求1所述的观察和测量光热转换的装置，其特征是:在隔板(3)两侧的空间的中心位置各布置一个温度传感器(5 )，温度传感器(5 )采用铂铑热电偶，通过铂铑热电偶探测到的电动势计算隔板(3)两侧的温度。
3.根据权利要求1所述的观察和测量光热转换的装置，其特征是:在玻璃外壳的上端和下端各布置一个气管(6)，气管(6)连通玻璃外壳的内侧和外侧，其中一个气管(6)连接鼓风机，另外一个气管(6 )连接吸风机，使气流在玻璃内壳的外侧快速流动，带走玻璃内壳的部分热量，使玻璃内壳的温度维持一个稳定的分布。
【专利摘要】观察和测量光热转换的装置涉及物理基础研究领域，为验证热的物体发射的电磁波能否将物体加热到与发光体相同的温度，技术方案是：采用钠光灯或者汞灯的结构，玻璃内壳的内侧被玻璃隔板分成两个分区，两个分区的唯一差别在于一个分区有灯丝，称为有灯丝区，一个分区没有灯丝，称为无灯丝区，有灯丝区和无灯丝区所含的钠或者汞的数量，在相同的温度下，其蒸汽压是相同的。在隔板两侧的空间的中心位置各布置一个温度传感器。在玻璃外壳的上端和下端各布置一个气管。有益效果是：发光体与被加热物体都是相同的材料，发光体发射的电磁波的能量一定能够被被加热的物体吸收，促使其温度升高；结构可制造，成本也比较低廉；能够观察温度降低对光强的影响。
【IPC分类】G09B23-06
【公开号】CN104575179
【申请号】CN201510019963
【发明人】胡再国, 饶大庆, 朱俊, 罗明蓉, 李娟 , 雍志华, 穆万军, 邹旭敏, 王维果, 刘石丹, 程艳, 梁雅庭, 张 林, 唐涛, 何原, 梁小冲, 于白茹, 李伟
【申请人】四川大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月15日