测量高温的“尺子”

时间：2014-10-24 08:52:25 物理故事收藏本文下载本文

　　一百多年前，德国物理学家塞贝克在实验中发现，拿两根不同的金属棒，将它们的两端分别焊接起来，组成一个闭合电路。然后把一个接头在火炉上烧，另一个接头保持温度不变，奇怪，放在电路旁边的小磁针竟发生了偏转，这是怎么回事呢？原来，金属棒的两个接头之间温度有了差别，使其中产生了电流。两个接头处的温差越大，电流也越大呢。这种由温度差产生的电流现象，叫做“热电效应”。人们根据“热电效应”，将两种不同性质的金属导线的一端焊接在一块儿，称为热端，没有焊接的另一端，称做冷端，连接一个指示仪表，就制成了热电温度计。测温时，只要将热端插入需测量的物体内，而保持冷端的温度不变，比如放在冰水混合物中保持0℃，指示仪表立刻会显现出被测物体的温度是多少，可方便啦。像一座大型炼铁高炉，就得用上百支热电温度计测量炉基、炉腰、炉身、炉顶等部位的温度。现在，采用铂合金和铂制作的热电偶温度计，可以测2800℃的高温呐！
　　倘若测量更高的温度，就得使用光学高温计了。我们知道，物体被加热到一定温度时就会发光，而且发出光的颜色是随温度变化的，物体的温度越高，辐射出来的能量越多，光的亮度就越强。比如，把钢铁放到炉子里烧，发出暗红色光时，温度只有500℃左右；转而达红色，便是600℃；变成亮红色时，已有1000℃。随着温度继续上升，颜色又转为橙黄，白亮。因此，炼钢厂有经验的老工人凭着炉内钢水的颜色，就能粗略估计出它的温度。光学高温计就是利用物体在不同温度下，发出不同强度和颜色的光的现象，来测定高温物体的温度的。
　　光学高温计主要由一个望远镜和安装在望远镜内的一个标准白炽灯泡组成的，灯泡的亮度可以用收受电流大小控制。在测量温度时，把望远镜的物镜对准被测物体，人眼通过目镜观察并调节电流大小，使灯泡发光度跟被测物体的亮度相同，这时就可以从测温表指针标示的刻度值量出相应的温度。目前，工业用光学高温计，可以测量3000℃的高温，如配上其他装置，测量10000℃的高温也不在话下。

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