Erwärmung eines Festkörpers

Gast

Also ich habe gerade folgendes Problem:
ich hab ne Diode dei eine Leistung von 16µwatt leistung abstrahlt.
das ganze befindet sich in einem heliumbad, befestigt an einem kupferstück der masse m und mit einer oberfläche des kupferstücks A.
ich will herrausfinden iwe sich die temperatur des kupfers mit der eingestrahlten energie ändert.
werte die ich habe sind:
spezifische wärmekapazität c bei der temperatur 4k(is aus nem graphen ermittelt)
emittierte leistung der diode P
fläche der diode A1
fläche der kupferoberfläche A2
so die frage die ich mir stelle ist folgende:
wenn das kupferstück sich erwärmt, tut es das ja an der stelle wo die diode anliegt, der rest wird durch wärmleitung erwärmt.
jetzt stehe ich allerdings auf dem schlauch...wie berechne ich das??
ich kann die wärmemeng berechnen,die wärmekapazität, wie komme ich von hieraus zu einem deltaT des kupferstücks??

ich hoffe ich konnte mich verständlich artikulieren

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Solange sich das ganze im Heliumbad befindet kannst Du so einfach sicher nicht rechnen. Das Helium hält alles rundherum auf 4,2 K und bewirkt auch Wärmetransport. Eine typische Lake-Shore Diode zur Temperaturmessung hat 10-20µW und da kann man die Erwärmung normalerweise vernachlässigen. Für eine exakte Temperaturregelung im mK Bereich musst Du dein Experiment im Austauschgas durchführen (zB. bei 10mBar), dort kannst du eine derartige Rechnung dann zu machen versuchen. Ich stand lange Jahre im Tieftemperaturlabor und weiss wovon ich rede. Temperaturgradienten sind immer Sch... und nur schwer in den Griff zu bekommen.

Was ist denn dein konkretes Problem ? Zeichnung ?

HotWaterMusic · Anmeldungsdatum: 01.09.2005 Beiträge: 11 Wohnort: emd

konkretes problem:
in einem vorgänger praktikum wurde eine methode entwickelt um josephson kontakte auf einen glasträger aufzudampfen. leider wie es das leben so will funktioniert das ganze nicht.
lab ing ist der meinung, an der stelle wo der josephson kontakt sitzt steigt die temperatur im bad über die sprungtemperatur und das tunneln der cooper paare funzt nicht mehr.
und ich soll jetzt mit einer diode die temperatur in dem kryostaten nahe dieser josephson kontakte messen um zu überprüfen ob die temp stimmt.

meine idee die ich heute hatte:
-vielleicht funzt das aufdampfen der kontakte schon nicht richtig
fehlerquelle: dicke der isolatorschicht zu gross dadurch kein tunneln mehr

andere alternative falls die temperatur zu gross wird:
-warum nicht zum beispiel niob nehmen sprungtemperatur liegt höher.
ausserdem steigt laut frey/haefer:tieftemperaturtechnologie die sprungtemperatur bei dünnen schichten, wieso das so ist steht da l
eider nicht und hab es auch in keinem anderen buch bisher gefunden.

ich will die kosten so niedrig wie möglich halten und versuche daher auch estmal andere fehlerquellen zu suchen

zeichnung zu dem ganzen gibt es leider nicht, die sind beim dozenten verloren gegangen grübelnd

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Alsi ich halte es für unwahrscheinlich dass die Temperatur merkbar über 4K ansteigt - IM BAD !

denke Du hast da ein anderes problem...

Wie misst du denn den Josephson effekt?
Bist sicher, dass du keine Spannungen durch das Glas bekommst und ein Haarriss entsteht ?

Stell doch mal erst das Einfache zuerst fest: Ist die Strecke supraleitend?

Dann kannst immer noch Josephson Messungen machen.

HotWaterMusic · Anmeldungsdatum: 01.09.2005 Beiträge: 11 Wohnort: emd

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Sieht aus als hättest du ein Problem mit dem Übergang...
Mache einen Kontroll 4-Punkt Abgriff am reinen Supraleiter - zur Kontrolle !
Wenn die Temperatur nicht stimmen sollte, müsstest Du das an einer ziemlichen verdampfungsrate im Kryostaten sehen. Helium ist ziemlich gutmütig und steckt a bissl was weg an Dissipation.

Gast

merci, ich werd mal alles checken, und dann mal die ergebnisse berichten