S U L L ' E ~ [ I S S I O N E SPETTRALE DEL NICHEL

A V A R I E T E M P E R A T U R E

Nora di F. CENNA~,IO (I[)

S u n t o . - Si ~ determinate sperimentalmente iI potere emissivo del Nichel da 1 N a 7~ per temperature superiori a quelle del punto di CURIE; dai dati sperimenta[i si ricava l'andamento riflettente del Nichel 1145 ~ Si verifica nell'intervallo termieo 5@0 ~ - 1145 ~ la legge di WIEN e dalla variazione del prodotto ).roT con la temperatura si d~ l'anJamento del potere riflettente del Ni a 800 ~ e 1{}0'0 ~

In un lavoro precedente (1) sono stati esposti i ri:sultati da noi o t tenut i sull'emissi.one totale del Niehel in un int, ervallo termieo the comprende il punto di CVRIE, e si ~ mostrato come tali r isultat i pre- sentino un andamento del potere emissivo totale ehe non pub essere pienamente giustifieato dalla relazione di ttAGENS e RUBENS; si riea- va in altre parole dai dat i r ipor ta t i ehe l ' andamento del potere riflet- ten te per pieeole lunghezze d ' onda non dipende dagli elettroili di conduzione e quindi non risente la t rasformazione magnetica.

Nel ,pl-esente lavoro ~ s ta ta r icereata la distribuzi,o,ne spettra]e del Nichel, per5 a t empera ture al disopra del punto di CURIE : da 593 ~ a 1143 ~ l 'emissione ~ notevo]e, date ,] 'intervallo termieo studiato, solo nella zona spettrale da 1~ e 7~.

Sostanzialmente abbiamo usato to stesso metodo eui abbiamo ae- cennato nel gih citato lavoro, solo ehe era l ' immagine ,della lami- ne t t a di Nichel da ta dalla lente di fluorina veniva a eadere sulla fendituTa di uno spet t rografo per ultrarosso a pr isma di salgemma con pila lineare termoelet tr ica della easa Kipp & Zonen.

La corrente prodot ta dalla termopila dello spet t rografo veniva amplificata con un termorelais ripe Moll. I1 tamburo reglstratore era s i tua te a circa t re metr i dal ga~lvanometro. S,ono state eseguite di- verse serie di registrazioni a diverse temperature , per t re volte, cam- biando, ciaseuna di queste volte, la laminet ta di Nichel.

(t) F. CESNA~0, Emiss ione termica totale det Niehel , ~ Nuovo Cimento ~,,

16 , 147, 1939.

254 F. CENNAMO

Nel corso della ricerca sia~no stati costretti inoltre a cambiare il prisma di salgemma perch6 si erano alterate le superfici: le serie di determinazioni ottenute con un nuovo prisma sono in perfet to accordo con le precedenti e ci5 evidentemente permet te -d i eonsi- derare con fiducia i r isultati ottenuti.

Su~le registrazioni ot tenute occorreva eseguire due correzi.o,ni: una prima correzione era necessaria per rendersi indipendenti dalla dispersione del prisma e cio~ per rendere i diversi exr (e cio~ i di- versi poteri emissivi parziali) confrontabili tr.a di loro, e eib si otte- nova moltiplicando, alle diverse ),, ciascun va]ore exT per il valo,re

della derivata della dispersione del salgemma ~ per quella hm-

g'hezza d'onda. Le curve ot~enute diret tamente presentano inoltre

e),T ~ NICHEL

s 1 ]I 1 , I J

]?Jg, 1

i massimi d'assorbimento del v,~por d'aequa e del l 'anidride earbo- ~iea. Pe r poter procedere alla eorrezione di questo effetto si ~ pro- ceduto alla cos~ru~ione di un corpo nero; confrontando l'emissione spettrale del corpo nero s,perimentale ,con quella del corpo nero teorico alla stessa temperatura, si ~ potuto ottenere l 'andamento dei coefficienti di assorbimonto, e quindi si potewa infine ottenere l 'anda- mento dell'emissione del Ni per le varie lunghezze d'onda.

Nella figura I ~ r iportata appunto l'emissione spettrale d,el Ni- chel relativamente alla t, emperatura di 1145~ cosl come risulta dopo le opportune correzioni.

1.47

~.4s

'1.45

~.44

~.43

~.4z

T.41

~,.4o

~.39

~.3e

~.37

:[.3s

SULL?EMISSI0~YE SPE~rRALE DEL NICttEL A VARIE TEMPERATURE 255

Confrontando ne]~la zona della aurva dove ~ maggiore l 'emis- sione (in modo ~la rendere piccolo ,]'errore) il potere emissiv~) del Ni con quello ,de'l c o~po nero alla stessa t empera tu ra si ha la possi-

1.0

0.9

0.B

0.?

R

. . . . . . . . . . . . . R per T= 300 ~ . . . . . . . . . . . R per T = 1145 ~ "

I I S I t I J I I r I 3.0 3'.s ,~.o 4'.5 s ,;t i , ~

Fig. 2

bilits di poter proeedere alla determinazione det l 'andamento del potere riflettente de] Ni per quella t emperatura .

Evi, dentemente i v~lori del ,potere riflettente da noi ottenuti

219

2.72 2.76 2.80 2 4 2- 8 2 9 2 2. 6 3.00 3 .04

F~g. 3

[ 3.os Io~ T

256 P. CENNAMO

sono in is eala arbi t rar ia . 'Nella fig. 2 ~ r iportato , l 'andamento di R per T = 1145~ e 1' andamento di R a circa 3(}0~ andamento ricavato dalle tavole delle costanti : per render e pifi a.gevole il con- f ronto abbiamo fat to passare per ), = 2,5~ la curva per lo stesso valore di R, il che ~ giustificato dal fatto che a noi interessa essenzial- mente stabilire un confronto f ra gli andamenti di R a due diverse ~emperature.

Abbiamo in oltre verificato l ' andamento della ]egge di WIEN per il Nichel: il eampo termico esplorato si estende da 590 a 1145~

TABELLA :[.

X,n T ~ ~'m in ~t in cm. grad.

593 ~

625 ~

650 ~

665 ~

7180

770 ~

783 ~

803 ~

828 ~

858 ~

908 ~

936 ~

966 ~

9880

1015~

1055~

1095 ~

1110 ~

1145 ~

4,10

3,95

3,81

3,75

3,50

3,35

3,30

3,24

3,15

3,08

2,92

2,85

2,78

2,74

2,69

2,60

2,52

2,50

2,45

0,244

0,247

0,248

0,249

0,252

0,258

0,259

0,260

0,261

0,264

0,265

0,267

0,268

0,271

0,273

0,274

0,276

0,278

0,280

Nella tabella I sono i r isul tat i re la t ivi : e 4a essa si pub dedurre ehe il prodotto ),,nT per l ' interval lo r da noi esplorato ha valori crescenti eolla tempera tura .

SULL'Ek~ISSIONE SPETTRALE DEL NICHEL A VARIE TEMPERATURE 257

Riportando sull 'asse delle aseisse (v. fig. 3) i log T e sull 'asse delle ordinate i log (),,,T) eorrispondenti, si ott iene una re t ta che inveee di essere parallela al,l'asse delle ascisse, come sarebbe 9reve- dibile se fosse va]ida la legge di W I ~ , presenta una piccola ine]ina- zione. Determinando il valore della tangente di quest 'ango]o si trova 0,22 e quindi l 'espressione di ?,,,T in funzione di T ri~ulta:

),,,~T -= 0,060T~ 22

e, pi~ preeisamente: ~,,,To, 7s - - 0,060.

Riferendoci al lavoro di ,CARRELLI (~) e considerando, che da un esame delte .curve del potere emi~sivo di cui in fig. 1 ~ r iporta to ml esempio, pub senz 'al t ro es.cludersi la presenza di massimi di assorbimento di notevole intensitY, si ha per il N i e h e a~T varia poco al var iare della lunghezza d ' o n d a ; in questa ,eondizione, e nell ' ipotesi che i v,alori a)~ T (e quindi di R~.T= 1- -a~T] sian.o in-

' digendenti dalla tempera tura , il CARR~LLI, nel ]avore precedente- mente citato, ha mostrato che ~ valida ancora la legge di WIEN con un valore .della costante perb the b diverso dal vMo.re ,del corpo nero, riuscendo ,eos) a stabilire le eaalse det!a divergenza dalla tegge di WrEN the presentano i corpi non neri. E~li t rova ciob ehe, mentre per il .eorpo nero il valore della costante della legge di WIE~ b dato dalla eondizione :

e 'x ch ,(1) e ~ - - 1 - - 5 con x - - k)..,T

nel easo dei eorpi non neri la (1) viene ad essere modificata nel too- do seguente :

(2) e,~x 0 log a~T __ 5. e ~ - 1 + Ologk

Pe r questi co,rpi eio~ la variazione della eo,stante della legge di WIEN dal valore teorieo dipende dal fat to ehe

log a) T +o.

Prendendo ora dal lavoro di HAGENS e I~UBIgNS (I) i vul0ri di R

(t~ A. CARRELLI, Studio del potere emissivo parziale per alcune sostanze. Legge di Wien generalizzata, << Rendicon t i Accademia Naz iona le dei L ince i ~,

(in corso di s t ampa ) . (2) E. ~c~AGEN~ e H. RUBENS, Reflexion ~lnd Emissionsverm6gen der Mctalle,

.~ Ann. der P h y s . ~, 11, 873, 1903.

258 F. r NAMO

per i l Nichel a t e m pe ra t u r a ambiente, e r ieavando da questi il va- lore di a~, T , ponendo sul l 'asse delle ascisse i log k e su quello delle o rd ina te i lo~gaT. T si o t t iene con buona appross imazione una te t ra (v. curva a della fig. 4) la cui inelinazione ~ ugua le a : - - 1 . 0 1 e cio~ dovr~ essere :

eXX (3) e = - - 1 - - 5 + 1,01 - - 6,01 ;

questa equazione ha per r ad i ce :

ch kY~,,T ~ 5,98

da cui si ottiene per ) , , ,T il valore

k~T --~ 0,239.

Dal la tabella precedente si r icava che ), , ,T va r i a da 0,244 a 0,280 col var iare di T da 503~ a 1145~ Con un pro.eedimento

oL _02 I_ -0.4 --0.6

0.$ -t

-:I.2

-'r.4

-1.6,

i i I , I I I I , I o o , o ~ o.a o4 o..~ oI~ o.7 0,8 o!9 '.e /oq j t

Fig. 4

inverso a quello precedente, dai due valori e,stremi t rovat i per k,.T e cio~ 0,244 per 593~ e 0,280 per 1145~ si ri,cava the il se- condo membro del]e (3) va,ria dal valore

5,94 per 593~

al valore 5,21 per 1143~

log a~, e cio~ eonseguentemente a log ), var ia da - - 0.94 a - - 0,21 ; o

meglio, includendo anche }l valore ,di HAGENS e RVBENS, Si ha una

SULL'EMISSIONE SPET~'RALE DEI~ NICHEL A VARIE TEMPEItATURE 259

log a xr variazione di -Olog), dal valore - - 1 . 0 1 al valvre - - 0 . 2 1 per T

variabile da 300~ a 1145~ nella figura 4 le curve b) e c) rap- presentano l 'ans di log axT in funzione di log), per il N i a

800 ~ e a 1000 ~ K per i quali risu]ta r i spet t ivamente:

log a~ T per ~ ~ 800, ~ log ), - - 0,60,

log a~. T per ~ 1000, ~ log X - - - - 0,30,

in base ai valori ricavati dalla legge di WIEN. I n questo modo si -~iene a m~strare the per i] N i vale ]a legge

di W]EN generalizzata, e che la variazione di >,~T cal var iare di T pub spiegarsi supponendo ehe axr var ia a] var ia re della tempera- tura .

,q ~.90 l

0"70 i

a T = 3 0 0 ~ b T = 8 0 0 ~

,< /

i

2 s 4 s ~ ~ ~ ~ Ain~

Fig. 5

Di qui infine :si r ieava ehe pub preveder.si in base a quest,e mi- snre l ' andamento del poterc riflettente R~. T ~ - 1 - a~T al ~ariare della temperatura . Tnfatti nella figura 5 curv.a a) r iport iamo l 'an- damento "de] potere riflettente del Niehel a t empera tu ra ambiente rieawato sia dai daft delle tavNe delle costanti fisiehe sia dal lavoro di HAGENS e RUBENS, e l ' andamento det potere riflettente del N i a

800~ ed a ]000~ (curve b e c), dcdotto dalla variazione della ]egge di WIEN in base alle curve b) e c) della @. 4. Si ottiene cos~

AR dall 'esperienza ehe -h~, diminuisee a l l ' aumentare della tempera tura ,

r isultato questo, ehe concorda per fe t tamente con quell.o precedente- mente t rovato (err. fig. 2) ed ottenuto in modo dirette.

260 F. CENNAMO

Evidentemente daI,le considerazioni su esposte :pos,siamo ~:ica- r a re solo l ' andamento del potere riflettente per le varie ), senza perb poter definire quali siano i valori di esso; per rendere pifi age- vole il co,nfronto noi abbiamo arbi t rar iamente fa t to in nf~)do che tut te e t re le curve abbiano per k ~ 2,5~ lo stesso valore di R.

I n un prossimo lavoro mostreremo come il potere riflettente de I Ni, r icavato sper imentalmente per le varie lunghezze d ' onda al va- r iare di T, presenti delle variazioni tall da giustificare pienamente i r isul tat i preeedenti.

Napoli, l s t i tu to di Fisica Spcrimentale della R. Universit&