自动磁界分布测定装置

㈣ 矿区及近外围地球物理测量

在执行全国危机矿山接替资源找矿专项期间，石碌矿区开展了可控源音频大地电磁法(CSAMT)、瞬变电磁法(TEM)与高精度磁测(ΔT)等物探测量工作，其目的是:①查明区内地层、含矿层及控矿构造的分布特征，圈定矿化富集地段，追索和控制矿体分布形态，寻找深部隐伏矿体;②推定深部隐伏岩体分布特征，寻找与深部隐伏岩体有关的隐伏矿体及新的矿化类型;③通过井中物探，配合钻探工程，查明和控制矿体分布特征，寻找孔底和孔旁隐伏矿体，提高钻探工程的找矿效果。

其中，高精度地面磁测的主要任务是配合过去重磁资料，进行综合解释，挖掘深部找矿信息;可控源音频大地电磁法主要任务是圈定1.2km深度范围内岩层、构造，重点是勘查石碌群第六层分布，在地质条件有利时，用于追索隐伏矿体;瞬变电磁法主要任务是发现和追索隐伏矿体，并用于勘查石碌群第六层中上部含炭层(铁、钴、铜矿产的主要赋存岩层)，勘查深度500～1200m;井中三分量磁测主要任务是判断异常源及异常性质，推测盲矿的深度、方向及见矿矿体部位、延伸、范围和厚度。

本次物探工作由广东省地质勘查局地球物理探矿大队采用带多通道数字电磁法探测仪(GDP-32^Ⅱ)完成，投入的主要仪器设备见表9-5。

表9-5 主要仪器设备一览表

一、工作装置

(一)可控源音频大地电磁法(CSAMT)

1.工作装置

采用标量CSAMT测量方式(即测量X方向的电场和Y方向的磁场);频点按加密(按开方2)测量;接收机可利用通道6个，其中5个通道测量X方向的电场、1个通道测量Y方向的磁场;根据公式计算出卡尼亚电阻率，最后分测线进行带地形的二维反演，作出物探剖面成果图，分层平面图和地质解释图。装置如图9-2所示。

图9-2 标量CSAMT测量方式示意

2.工作参数

通过多次现场试验，确定了野外工作参数如下:

发射频率:1～8192Hz;

发射电流:低频段13～21A，中高频段(>1024Hz)>5A;5765～8192Hz>2.5A;

供电偶极子AB:1000～1500m;

收发距R:5.5～9.5km;

叠加次数:16～162384次。

测点距:50m。

(二)瞬变电磁法(TEM)

1.工作装置

根据设计，本次瞬变电磁法试验的工作装置采用中心回线装置，如9-3所示。中心回线装置可以使发射回线框与地质体耦合最大，体积效应最小，分辨率高，点位准确，数据质量高，能更好地反映地下地质体的电性特征等优点。

图9-3 中心回线装置示意图

2.工作参数

通过多次现场试验，确定了野外工作参数如下:

发射频率:4Hz;

发射电流:28A;

发射线框尺寸:100m×100m，单匝;

接收探头及其有效面积:TEM-3型磁探头，有效面积1万m²;

采样间隔:30.5μs;

采样点数:500道;

发射关断时间:200μs;

接收延时:15μs;

叠加次数:对数间隔为256次，算术等间隔为512次。

测点距:50m。

(三)高精度磁测

1.工作装置

石碌矿区1∶1万高精度磁测由四台加拿大GEM Systems Inc.制造的GSM-19T型质子磁力仪作地面磁场总场测量，仪器编号分别为1824，1830，1831和1832号。

2.主要性能指标

GMS-19是进行地磁场测量的第二代标准，具有轻便、可手持、灵敏度高、稳定性好等特点。分辨率为0.01nT，在全温度范围内，绝对精度达到0.2nT。野外正式生产前和仪器经长途运输后，在野外驻地(海南石碌)对仪器的性能指标进行了2次测定。

二、主要特征及成果

通过近两年的工作，广东省地质勘查局地球物理探矿大队主要完成了石碌矿区及近外围物探瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法各1200个点、高精度磁测56km(剖面)和33km²(面积)以及磁测井5904.55m等。主要物探测量特征和成果如下。

(一)可控源(CSAMT)主要特征及成果解译

1.卡尼亚电阻率断面特征

1)高频段一般为中低阻(几十至几百Ω·m)、且分布不均匀，主要反映第四系及浅部电性不均匀的岩层。

2)中低频段中、低阻层(几十至几百Ω·m)主要反映了石碌群第六层(QbS⁶)地层，这是主要的含矿地层，所以电阻率较低;高阻层(几百至几千Ω·m)主要为石碌群第四层(QbS⁴)、石碌群第五层地层(QbS⁵)等的反映。

3)中低频内见封闭的低阻圈，呈凹陷型，为石碌复式向斜轴心的部位，这是赋矿的有利部位，极具找矿意义。

4)低频段出现极高阻(>1万Ω·m)是进入过渡带或近区的反映。

5)断面中出现较多垂向“挂面”状的现象，是由于地表电性不均而产生静态位移的反映。

2.阻抗相位断面特征

1)中高频段一般高于400mrad，进入中低频段相位低于400mrad，显示了上部地层电阻率相对下部地层要低。进入低频段后阻抗相位迅速下降，趋于零甚而为负值，是进入过渡区、近区的表现。

2)石碌向斜主轴部位阻抗相位一般高于1000mrad，且中低频段高于高频段，反映向斜轴心底部电阻率较低，是赋矿有利部位。

3.反演电阻率断面特征

1)电阻率断面一般反映上部层位低阻、下部层位高阻的地电断面。另外，石碌群第六层(QbS⁶)、石炭系(C₁)表现为低阻，石碌群第四层(QbS⁴)和第五层(QbS⁵)等表现为高阻。

2)石碌向斜轴部表现为低阻，并有明显的“锅底”状向下延伸。但矿体一般不一定表现为最低电阻率上，主要表现为中低电阻率上。

4.CSAMT异常推断解释

(1)复式主向斜圈定

图9-4为矿区全区CSAMT反演电阻率等标高切片立体图。图9-4中见一NW向的低阻异常带(范围如图中黑色虚线、红色虚线为推断中轴线)。异常带NW侧宽，逐渐向SE收窄;另外，异常带还具上宽下窄的特点。此低阻异常带特征(平面位置与空间特征)与石碌复式向斜表现特征极为吻合，所以CSAMT在大方向上反映了石碌复式向斜的位置、范围、空间形态等特征，尤其是清晰显示了NW向的主向斜轴(如红色虚线)。

(2)对大部分铁(铜钴)矿体有直接指示作用

CSAMT资料识别矿体有3个标志:①阻抗相位局部异常，通常≥800mrad;②在物探推断的石碌复式主向斜轴上;③电阻率见低阻异常。此3个标志为综合标志，缺一不可，而又以阻抗相位异常最为重要，如反映赤铁矿(化)体的CSAMT异常特征是在矿体产出部位的二维反演电阻率较低，一般<200Ω·m(图9-5)。经施工的多个验证钻孔证实，CSAMT对矿体是有重要的指示作用的。

(3)发现一些性质未明的低阻异常

在远离北一矿区的东部(更准确地说是在花梨山白云岩矿采场以东)，CSAMT还发现了几处低阻异常，主要位于勘探线53线、58线和64线上，如图9-4中东部低阻异常处。这些异常经踏勘，地表上见矿化现象，所以说这些低阻异常可能为岩体破碎引起，也可能为矿致异常或其他原因，暂定为性质未明的低阻异常。

5.CSAMT局部异常推断解释

根据上述CSAMT异常特征，圈定了8个CSAMT局部异常，其中CSAMT1，CSAMT2为区中最重要的CSAMT异常。各个异常情况见表9-6，异常平面位置见图9-6。

图9-4 石碌矿区CSAMT反演电阻率等标高切片立体图

图9-5 石碌矿区E11线CSAMT加密磁道一维(a)、二维(b)反演剖面图

表9-6 物探(可控源)异常推断表

续表

(二)瞬变电磁(TEM)主要特征及成果解译

TEM异常表现为3个方面:反映矿体、断裂构造或两者集合体的TEM异常、反映石碌复式向斜主向斜轴的TEM异常、干扰因素引起的TEM异常。

1.反映矿体、断裂构造或两者集合体的TEM异常特征

此类异常主要表现为:TEM电压剖面见正峰值“彩虹”状异常(见图4-26)，电压值有时两侧对称，有时一侧平缓而另一侧陡倾。由于矿区铁多金属矿体、断裂构造均属低阻体，故引起的感应电压较为强烈，幅值大，从而在电压剖面上表现为“彩虹”状的异常形态。如果矿体、断裂构造埋深越浅，则感应电压异常出现越早，反之，则越晚。

2.反映石碌复式向斜主向斜轴

TEM反映的石碌复式向斜主向斜位置、走向等情况与CSAMT所反映的情况相差无几，但在表现形式上却不大相同。TEM在主向斜轴表现的特征主要为:①电压曲线在向斜两翼部位抬升，在轴心部位下降，形态如“锅底”状。此特征在中晚期测道(见图4-26绿色曲线)表现尤为突出。电压曲线表现的这种“锅底”状异常形态与向斜构造极为相似，这可能是由于向斜中石碌群第六层底部硫化物多及岩层破碎并充水而构成厚大的低阻层中，两翼的低阻层较浅，轴部较深。感应电压会首先在较浅的低阻部位(两翼)出现幅值较大的异常，而在相同的时间，由于感应涡流还未到达深部(轴部)低阻层，则感应电压就较弱了;②电压曲线“凹凸”状异常;③电压曲线“凸”状异常。把这些异常从北一矿区向东逐测线串联来，其位置和走向与CSAMT推断的主向斜轴的位置和走向是相同的，如图9-7中的红色虚线。

由于地层电性的特殊性，TEM有时反映不了矿体，但可反映向斜轴部这个主要赋矿部位，对工作亦具指导意义。

3.TEM局部异常推断

根据上述TEM异常特征，主要对局部“彩虹”状峰值异常进行推断，圈定了8个TEM局部异常。各个异常情况见表9-7、异常平面位置见图9-6。

图9-6 石碌矿区物探成果平面图

图9-7 石碌铁矿TEM、ΔT剖面排列与钻孔工程分布图TEM色线条;ΔT黑线条

表9-7 物探(瞬变电磁法)异常推断表

(三)测区磁场特征及地质意义

1.测区磁场特征

图9-8示1∶1万高精度磁测结果。总体测量结果表明，测区以低缓正负异常为主，场值一般在－50～200nT间。全区大致可分为三个磁场区:西南、东低缓磁场区和中北部复杂变化磁场区。

图9-8 石碌矿区磁测ΔT异常平面图

1)Ⅰ区(西南区)。位于测区西侧，大致以46线1831点—34线2600点—25线3000点为界，面积约7km²，异常以低缓正负异常为主、梯度缓，场值一般在－50～200nT间。

2)Ⅲ区(东区)。位于测区东侧，大致以53线1766点—59线3200点—60线4400点—60线6200点一线为界，面积约15km²，异常以低缓正异常为主、梯度缓，场值一般在0～200nT间。

3)Ⅱ区(中北区)。异常位于测区中北部，为正负伴生的复杂变化异常区，异常强度高、梯度陡，ΔT曲线较跳跃，往往呈锯齿状、尖峰状，区内面积约9km²，是测区的主要异常区带。

本区异常以南正北负为主，且正负异常强度都较高，尤其负异常，强度高达负数千nT。正异常区在背景上有高强度条带状异常，部分亦正负伴生;负异常区强度高，呈条带状，走向近东西，部分地段有强正异常伴生。

2.各磁场分区地质意义

1)Ⅱ区为正负伴生的复杂变化异常区，从测区地质平面图来看，Ⅱ区大致与石碌群第六层的范围吻合，从ΔT异常平面图向上延拓200m后作沿测线方向的水平一阶导数来看，经一阶导数处理后的异常分辨率更高且突出了异常体的边部特征，与石碌群第六层的地质界限更加吻合，推断Ⅱ区复杂变化磁场特征是由石碌群第六层引起。石碌群第六层是石碌铁矿赋矿层位，因此通过磁法圈定的石碌群第六层范围是本次工作的主要找矿的远景区。一阶导数平面图见图9-9。

2)Ⅰ区、Ⅲ区磁场分布以低缓磁场为主，从图9-9、图9-10经向上延拓200m，500m滤除地表及浅地表磁性体产生的异常后Ⅰ区磁场基本上以10～150nT的低缓正异常分布，异常等值线稀疏，梯度缓，表明Ⅰ区对应的石碌群第一层至五层地层岩石磁性差异小;Ⅲ区磁场基本上为平稳场，背景值为100nT，表明Ⅲ区对应的花岗斑岩，石炭系白云岩、砂岩，二叠系砂岩、灰岩基本上无磁性差异;同时Ⅰ区、Ⅲ区基本上已无磁异常存在，因此在Ⅰ区、Ⅲ区利用磁法找铁矿不具备前提条件。

图9-9 石碌矿区磁测ΔT向上延拓200m异常平面图

3.局部异常分类及推断解释

1)局部异常圈定。Ⅱ区为复杂变化异常区，区内出现多个局部异常，异常形状多呈椭圆状、等轴状为主。按南小北大、西小东大的顺序，本区局部异常依次编号为CT1～CT21(表9-8)。

2)局部异常分类。根据对引起异常的原因(或对场源)的认识，将局部异常分为以下四类:

图9-10 石碌矿区磁测ΔT向上延拓500m异常平面图

Ⅰ类:地表或近地表已知赤铁矿体引起的磁异常，例如CT3，CT4，CT7，CT8，CT15，CT20，CT21等7个异常。

Ⅱ类:地表或浅部已知赤铁矿体引起的磁异常，例如CT9，CT13，CT17，CT18，CT19等5个异常。

Ⅲ类:赤铁矿和磁性层位共同引起的磁异常，例如CT1，CT2两个异常。

Ⅳ类:推断由浅部赤铁矿或磁性体引起的磁异常，例如CT5，CT6，CT10，CT11，CT12，CT14，CT16等7个异常。

上述四类局部异常推断解释见表9-8。

表9-8 石碌矿区局部磁异常推断解释一览表

续表

续表

续表

(四)物探综合解释成果

1.地层划分

(1)测区地层划分依据

划分的依据主要是:①地层的磁性强弱;②地层的电阻率高低;③结合地质资料。

(2)地层划分区域

通过物探资料结合地质资料分析，测区的地层划分为3个区域:

1)西区。位于测区西侧，大致以46线1831点—34线2600点—25线3000点为界，面积约8.5km²，为石碌群第一至第五层千枚岩、石英片岩、绢云母石英片岩、石英岩等硅铝质岩石层。物性主要表现为磁性强度无—弱磁性且变化较小，电阻率属中—高阻。

通过前面地面磁测、CSAMT等资料分析，认为:石碌群第六层(QbS⁶)地层主要分布于测区中部，磁测异常为正负伴生的复杂变化异常区，异常强度高，梯度陡，ΔT曲线较跳跃，往往呈锯齿状、尖峰状;磁异常以南正北负为主，正负异常强度均较高，强度高达正负数千nT。且负异常强度大于正异常。正异常区在背景上有强条带状异常，部分正负伴生;负异常区强度高，呈条带状，走向近EW，部分地段有局部异常叠加，其异常的外围边界可能为石碌群第六层(QbS⁶)地层的边界。而CSAMT则表现为，高阻抗相位、低卡尼亚电阻率、二维反演电阻率为低—中低阻等特征。通过综合物探资料分析，石碌群第六层西南部分(正异常区)浅部局部异常呈NW向展布，表明存在NW向地质体;而北东部分，异常大致东西展布，但地面磁场复杂，表明存在不同方向、形态的地质体。从不同高度磁场分析，石碌群第六层由浅到深，展布方向由NW逐步转向东西，ΔT上延至500m后，该层反映为EW。

2)中区。位于测区中部，大致范围见物探成果图(图9-6)，为石碌群第六层(QbS⁶)地层。物性主要表现为:磁性强度中强磁性且复杂变化，电阻率属低—中低阻。

3)东区。位于测区东侧，大致以53线1766点—58线3200点—64线4400点—60线6200点一线为界，面积约16km²。为二叠系和石炭系砂岩、千枚岩、灰岩、白云岩等岩层，南部有花岗斑岩体侵入，物性主要表现为:磁性强度无—弱磁性且变化较小，电阻率属中—高阻。

2.石碌复式向斜主向斜-成矿最有利部位

从物探成果平面图(图9-6)可见，物探推断的石碌主向斜轴大致呈NW—SE向延伸，其向西的延伸为“北一”矿体，已施工的钻孔(ZK1101，ZK1102，ZK1201，ZK1202，ZK1302，ZK1501，ZK1901等孔)见矿情况好，均位于这一向斜轴部及附近(图9-7)。物探异常中，磁异常表现为正负过渡带偏负值段;TEM表现为有下凹、凹中凸;CSAMT表现为低阻异常、高阻抗相位异常;重力有找矿意义异常沿这部位呈近EW向展布，如△G5，△G6，△G7，△G9，△G11等。所以物探推断这一部位为本测区成矿的最有利部位。

3.重点找矿区

(1)找矿区圈定依据

石碌铁矿赋存的位置表现出的物探异常主要有:主矿体范围赋存于中-强磁性、中低电阻率的石碌群第六层地层内;矿体主要位于磁异常位于正负异常极大值之间，一般在零值线附近，且稍偏于负异常一侧;矿体在瞬变电磁法(TEM)异常表现为感应电压强烈，幅值大，在电压剖面上表现为“彩虹”状的异常形态特征;在可控源音频大地电磁法(CSAMT)异常表现为二维反演电阻率较低(一般<200Ω·m)且有阻抗相位异常(大于900mrad);局部有重力异常。

(2)重点找矿区的圈定

根据物探异常特征，结合地质已知资料，圈定了5处重点找矿区，见表9-9和图9-6。

表9-9 物探综合推断找矿远景区一览表

(五)性质不明的局部异常

对于CSAMT7，CSAMT8，TEM7，TEM8号低阻异常，其处于测区西南角鸡心村的石炭系地层、花岗斑岩等岩体中，但相对应测区未见磁异常，也无深孔钻探资料，经地质人员踏勘，总体上未见有价值的矿化现象，所以对这种些低阻异常推断为岩体破碎、裂隙发育引起，但不排除矿致异常。故而把这些低阻异常定为性质不明异常，有待进一步深入研究和钻探验证。

㈤ 压磁式测力装置的原理

某些铁磁材料受到外力作用时，引起导磁率变化现象，称作压磁效应。其逆效应称作磁致伸缩效应。硅钢受压缩时，其导磁率沿应力方向下降，而沿应力的垂向增加;在受拉伸时，导磁率变化正好相反。如果在硅钢叠片上开有4个对称的通孔，孔中分别绕有互相垂直的两个线圈，如压磁元件工作原理，一个线圈为励磁绕组，另一个为测量绕组。无外力作用时，磁力线不和测量绕组交链，测量绕组不产生感应电势。当受外力作用时，磁力线分布发生变化，部份磁力线和测量绕组交链，并在绕组中产生感应电势，且作用力愈大，感应电势愈大。

测量力时可以直接在被测对象上布片组桥，也可以在弹性元件上布片组桥，使力通过弹性元件传到应变片。常用的弹性元件有柱式、梁式、环式、轮辐等多种形式。

柱式弹性元件 通过柱式弹性元件表面的拉(压)变形测力。应变片的粘贴和电桥的连接应尽可能消除偏心和弯矩的影响，一般将应变片对称地贴在应力均匀的圆柱表面中部。柱式力传感器可以测量0.1~3000吨的载荷，常用于大型轧钢设备的轧制力测量。

梁式弹性元件 类型有等截面梁、等强度梁和双端固定梁等，通过梁的弯曲变形测力，结构简单，灵敏度较高。

环式弹性元件 分为圆环式和八角环式。它也是通过元件的弯曲变形测力，结构较紧凑。实际应用如切削测力仪。

轮辐式弹性元件 轮幅式弹性元件受力状态可分为拉压、弯曲和剪切。前两类测力弹性元件经常采用，精度和稳定性已达到一定水平，但是安装条件变化或受力点移动，会引起难于估计的误差。剪切受力的弹性元件具有对加载方式不敏感、抗偏载、侧向稳定、外形矮等特点。

㈥ 表磁分布测量哪家的比较好

表磁分布测量装置分析样品二维可以用TD8410，分析样品三维磁场分布可以用TD8411，我在展会上了解到的天恒测控厂家，测多极磁环，磁瓦，小型电机转子等很好用。

㈦ 黑体辐射实验装置名称叫什么详细点！

黑体辐射实验
大学物理实验
一,实验目的
1,了解和掌握黑体辐射的光谱分布——普朗克辐射
定律
2,了解和掌握黑体辐射的积分辐射——斯忒藩玻尔
兹曼定律
3,了解和掌握维恩位移定律
难点:通过实验掌握黑体辐射的光谱分布规律
重点:WGH—10黑体实验仪的原理和使用方法

固体或液体,在任何温度下都在发射各种波长的电磁波,这种由于物体中的分子,原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射.所辐射电磁波的特征仅与温度有关.
固体在温度升高时颜色的变化
1400
K
物体辐射总能量及能量按波长分布都决定于温度.
800
K
1000
K
1200
K
1. 热辐射现象
二,实验原理
绝对黑体:若物体在任何温度下,对任何波长的辐射能的吸收比都等于1,则称该物体为绝对黑体,简称黑体.
2. 黑体辐射实验规律
不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体.
研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础.
测定黑体辐出度的实验简图
P
L2
B2
A
L1
B1
C
A为黑体
B1PB2为分光系统
C为热电偶
1700K
1500K
1300K
1100K
0 1 2 3 4 5
绝对黑体的辐出度按波长分布曲线
实验曲线
维恩经验公式
问题:如何从理论上找到符合实验曲线的函数式
3. 普朗克量子假设
这个公式与实验曲线波长短处符合得很好,但在波长很长处与实验曲线相差较大.
瑞利--金斯经验公式
这个公式在波长很长处与实验曲线比较相近,但在短波区,按此公式, 将随波长趋向于零而趋向无穷大的荒谬结果,即"紫外灾难".
维恩公式和瑞利-金斯公式都是用经典物理学的方法来研究热辐射所得的结果,都与实验结果不符,明显地暴露了经典物理学的缺陷.黑体辐射实验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云.
为了解决上述困难,普朗克利用内插法将适用于短波的维恩公式和适用于长波的瑞利-金斯公式衔接 起来,提出了一个新的公式:
普朗克常数
这一公式称为普朗克公式.它与实验结果符合得很好.
o
实验值
/μm
维恩线
瑞利--金斯线
紫
外
灾
难
普
朗
克
线
1
2
3
4
5
6
7
8
普朗克公式还可以用频率表示为:
普朗克得到上述公式后意识到,如果仅仅是一个侥幸揣测出来的内插公式,其价值只能是有限的.必须寻找这个公式的理论根据.他经过深入研究后发现:必须使谐振子的能量取分立值,才能得到上述普朗克公式.
能量子假说:辐射黑体分子,原子的振动可看作
谐振子,这些谐振子可以发射和吸收辐射能.但是这些谐振子只能处于某些分立的状态,在这些状态中,谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值.相应的能量是某一最小能量ε(称为能量子)的整数倍,即:ε, 1ε, 2ε, 3ε, ... nε. n为正整数,称为量子数.
对于频率为ν的谐振子最小能量为
能量
量子
经典
振子在辐射或吸收能量时,从一个状态跃迁到另一个状态.在能量子假说基础上,普朗克由玻尔兹曼分布律和经典电动力学理论,得到黑体的单色辐出度,即普朗克公式.
能量子的概念是非常新奇的,它冲破了传统的概念,揭示了微观世界中一个重要规律,开创了物理学的一个全新领域.由于普朗克发现了能量子,对建立量子理论作出了卓越贡献,获1918年诺贝尔物理学奖.
黑体的辐出度与黑体的绝对温度四次方成正比:
(1) 斯特藩-玻耳兹曼定律
根据实验得出黑体辐射的两条定律:
热辐射的功率随着温度的升高而迅速增加.
斯特藩常数
对于给定温度T ,黑体的单色辐出度 有一
最大值,其对应波长为 .
热辐射的峰值波长随着温度的增加而向着短波方向移动.
(2) 维恩位移定律
例 试从普朗克公式推导斯特藩-玻尔兹曼定律
及维恩位移定律.
解:在普朗克公式中,为简便起见,引入
则
黑体的总辐出度:
其中:
普朗克公式可改写为:
由分部积分法可计算:
所以
可见由普朗克公式可以推导出斯特藩-玻尔兹曼定律.
为了求出最大辐射值对应的波长 ,可以由普朗克公式得到 满足:
经整理得到
令
有
这个方程通过迭代法解得
即
可见由普朗克公式可推导得出维恩位移定律.
三,实验仪器
WGH—10黑体实验装置(包括光源,电源)
电脑及配套数据处理软件
WGH-10型黑体实验装置,由光栅单色仪,接收单元,扫描系统,电子放大器,A/D采集单元,电压可调的稳压溴钨灯光源,计算机及输出设备组成.该设备集光学,精密机械,电子学,计算机技术于一体.光路图如图 :
接收器
白板
黑体
光栅
黑体修正
本实验用溴钨灯的钨丝作为辐射体,由于钨丝灯是一种选择性的辐射体,与标准黑体的辐射光谱有一定的偏差,因此必须进行一定修正.钨丝灯辐射光谱是连续光谱,其总辐射本领 由下式给出:
式中 为钨丝的温度为T 时的总辐射系数,其值为该温度下钨丝的辐射强度与绝对黑体的辐射强度之比:
钨丝灯的辐射光谱分布 为:
通过钨丝灯的辐射系数及测得的钨丝灯辐射光谱,用以上公式即可将钨丝灯的辐射光谱修正为绝对黑体的辐射光谱,从而进行黑体辐射定律的验证.
本实验通过计算机自动扫描系统和黑体辐射自动处理软件,可对系统扫描的谱线进行传递修正以及黑体修正,并给定同一色温下的绝对黑体的辐射谱线,以便进行比较验证.溴钨灯的工作电流与色温对应关系如下:
不同的仪器溴钨灯的工作电流与色温的对应关系不同,对应关系表格编号应与溴钨灯的仪器编号相同.
2940
2.50
2860
2.30
2770
2.20
2680
2.10
2600
2.00
2550
1.90
2500
1.80
2450
1.70
2400
1.60
2330
1.50
2250
1.40
色温(K)
电流(A)
溴钨灯工作电流与色温对应关系表(表1)
四,实验内容
1,打开黑体辐射实验系统电控箱电源及溴钨灯电源开关.
溴钨灯电源开关
电控箱电源开关
2,打开显示器电源开关及计算机电源开关启动计算机.
3,双击"黑体"图标进入黑体辐射系统软件主界面, 此时仪器进入自到检零状态.
双击
设置:
"工作方式"——"模式"为"能量","间隔"为"1nm"
"工作范围"——"起始波长"为"800.0nm","终止波长"为"2499.9nm","最大值"为"4000.0","最小值"为"0.0" .("最大值"与狭缝宽度有关,宽度越大,能量越大,"最大值"最多能调节为"10000")
狭缝宽度调节旋钮
"传递函数"为
"修正为黑体 "为
去掉这两个选项
4,选择溴钨灯色温为2940K对应的工作电流,点击单程扫描记录溴钨灯光源全谱(不含传递函数和黑体修正).
得到如图所示的扫描线,然后计算传递函数
选择计算传递函数
软件中存了一条色温为2940K的溴钨灯的标准能量线
5,点击"传递函数","修正为黑体"为
√
6.在表1中任选一工作电流,点击黑体扫描,输入相对应的色温,记录溴钨灯光源在传递函数修正和黑体修正后的全谱存于寄存器-内 ,然后归一化,如图所示.
选择归一化
7,改变溴钨灯工作电流,在表1中任选4个电流值,分别进行黑体扫描,输入相应的色温,记录全谱,并分别存于其余4个寄存器内.
8,分别对各个寄存器内的数据进行归一化.
寄存器选择
五,实验数据及数据处理
1,验证普朗克辐射定律(取五个点,每条曲线上取一个).
打开五个寄存器中的数据,显示五条能量曲线.
选择验证黑体辐射菜单中的普朗克辐射定律
选择
在界面弹出的数据表格中点击计算按钮.
单击
设计表格,记录数据.注:为了减小误差,选取曲线上能量最大的那一点.
1259.3
1382.2
1517.6
1775.7
2441.4
实( )
1256.3
1390.4
1520.9
1782.9
2448.8
理( )
2500
2550
2600
2680
2860
色温T(K)
1196
1136
1178
1082
1072
波长 (nm)
5
4
3
2
1
表2:
的理论值与实测值相差不大
2,验证斯忒藩-玻耳兹曼定律.
选择黑体辐射定律菜单下斯忒藩-玻耳兹曼定律.
选择
选择5个寄存器中的数据,再单击确定.
选择
单击
相对误差=1.16%
3,验证维恩位移定律 .
选择验证黑体辐射定律菜单下维恩位移定律.
选择5个寄存器中的数据,再单击确定.
选择
选择
单击
相对误差=1.97%
4,将以上所测辐射曲线与绝对黑体的理论曲线进行
比较并分析之 (在同一色温下).

㈧ 钢筋保护层测量仪的原理是什么/

㈨ （2007广东）如图为装置的垂直截面图，虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A1A2的