Jaké jsou vlastnosti tepelného záření?

Jaké jsou vlastnosti tepelného záření?
Anonim

Odpovědět:

Viz

Vysvětlení:

1) Tepelné záření emitované tělesem při jakékoliv teplotě se skládá ze širokého rozsahu frekvencí. Distribuce kmitočtu je dána Planckovým zákonem radiace černého tělesa pro idealizovaný emitor.

2) Dominantní frekvenční (nebo barevný) rozsah emitovaného záření se posouvá na vyšší kmitočty, jak se zvyšuje teplota emitoru. Například, červený horký objekt vyzařuje hlavně v dlouhých vlnových délkách (červená a oranžová) viditelného pásma. Jestliže to je dále ohříváno, to také začne vydávat rozeznatelné množství zeleného a modrého světla a šíření frekvencí v celém viditelném rozsahu přiměje to, aby to vypadalo bílé k lidskému oku; je bílý horký. Nicméně i při teplotě horkého vzduchu 2000 K je 99% energie záření stále v infračervené oblasti. Toto je určeno Wienovým vysídlovacím zákonem. V diagramu se vrcholová hodnota pro každou křivku posouvá doleva, jak se zvyšuje teplota.

3) Celkové množství záření všech frekvencí prudce stoupá s rostoucí teplotou; roste jako T4, kde T je absolutní teplota těla. Objekt při teplotě kuchyňské trouby, přibližně dvojnásobek pokojové teploty na stupnici absolutní teploty (600 K vs. 300 K) vyzařuje 16krát více energie na jednotku plochy. Objekt při teplotě vlákna v žárovce - zhruba 3000 K, neboli desetinásobek pokojové teploty - vyzařuje 10 000 krát více energie na jednotku plochy. Celková intenzita vyzařování černého tělesa stoupá jako čtvrtá mocnina absolutní teploty, jak je vyjádřeno Stefan-Boltzmannovým zákonem. Plocha pod každou křivkou na pozemku rychle roste s rostoucí teplotou.

4) Rychlost elektromagnetického záření vydávaného při dané frekvenci je úměrná množství absorpce, kterou by zažila zdroj. Povrch, který absorbuje více červeného světla, tedy vyzařuje více červeného světla. Tato zásada platí pro všechny vlastnosti vlny, včetně vlnové délky (barvy), směru, polarizace a dokonce soudržnosti, takže je zcela možné mít tepelné záření, které je polarizované, koherentní a směrové, i když polarizované a koherentní formy jsou spravedlivě vzácné v přírodě.