Tepelné záření: co to je, jak k němu dochází, funguje

Ozářenítepelný je termín používaný k označení, že některé tělo je vystaveno tepelnému záření. Tepelné záření je jedním z hlavních procesů převodvteplo, k tomuto procesu dochází prostřednictvím problémvelektromagnetické vlny, protože všechna těla, která jsou v teploty výše z absolutní nula emitovat tepelné záření. V tomto typu procesu se část tepelné energie těl přeměňuje na elektromagnetickou energii a naopak.

Dívej setaky:Termologie - studium jevů souvisejících s teplo a teplota

Jak dochází k tepelnému záření

THE zářenítepelný je generován z pohybů vibraceZatomya molekuly, základní složky veškeré hmoty. Na rozdíl od jiných procesů přenos tepla, jako je řízení a proudění, ozařování může nastat bez nutnosti fyzického média vést teplo, a to je možné jen proto, že elektromagnetické vlny se mohou šířit ve vakuu.

Slunce vyzařuje na Zemi velké množství energie.

Po vstřebání tepelné záření ohřívá těla. Existují však těla, která ji mohou vstřebat snadněji. Faktory jako barva, chemické složení a energetické hladiny atomů přímo ovlivňují kapacitu absorpce tepla. Příkladem toho je tmavé oblečení, které se díky vyšší schopnosti absorbovat teplo při vyzařování zahřívá rychleji než světlé oblečení.

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Ozařování a záření

zatímco slovo záření odkazuje na energie, která je emitována ve formě elektromagnetických vln, ozáření odkazuje na vystavenítomuto záření. Například: sluneční záření vyzařuje planetu Zemi a poskytuje jí energii ve formě tepla a viditelné světlo. Slovo ozáření se vztahuje ke slovu záření stejným způsobem jako magnetismus se týká například magnetizace.

Dívej setaky: 7 otázek, na které fyzika neodpověděla

Ozařování a elektromagnetické vlny

Pyrometr může měřit teplotu pomocí infračervené detekce.

Ne všechny elektromagnetické vlny přenášejí teplo. Na vlnyelektromagnetické jejichž frekvence se nacházejí v oblastech blízkých frekvencím barvaČervené To je od infračervený oni jsou víceúčinný do převodvteplo než ostatní. Dále je známo, že způsob, jakým elektromagnetické vlny interagují s hmotou, závisí na jejich frekvenci.

Podívejte se na nejběžnější účinky, na kterých může každý typ elektromagnetické vlny působit:

• Mikrovlnná trouba: mají dlouhou vlnovou délku, když interagují s hmotou a mohou způsobit atomy a molekuly provádějí rotační pohyby, jak je tomu u molekul vody uvnitř pece mikrovlnná trouba.
• Infračervený: je téměř úplně absorbován hmotou, je tento typ elektromagnetické vlny zodpovědný za většinu přenosu tepla. Při interakci s hmotou způsobuje infračervené záření atomy a molekuly vibrace s větší intenzitou.
• Viditelné světlo: distribuován mezi frekvencemi od červené po fialovou, je schopen podporovat buzení elektrony. Tyto frekvence světla jsou schopné stimulovat změny v energetických hladinách atomů.
• Ultrafialový: jako viditelné světlo podporuje excitaci elektronů, avšak vyšší ultrafialové frekvence jsou ionizující, to znamená, že díky své vysoké energii jsou schopné vytrhávat elektrony ze svých atomy.
• Rentgen: podporují ionizaci atomů a také Comptonův rozptyl, v tomto jevu atomy, které absorbují rentgenové paprsky, jej znovu emitují při nižších frekvencích.
• Gama: elektromagnetické vlny s vysokou penetrační schopností a vysoce schopné ionizovat atomy a molekuly.

Když jsou vystaveny infračervenému záření, atomy a molekuly jej absorbují, což způsobuje zvýšení jejich tepelných vibrací. Na elektrické náboje které jsou přítomny v atomech také vibrují, takže toto záření je znovu emitováno směrem k jiným tělesům.

Neexistuje ani okamžik, kdy neměníme teplo ve formě elektromagnetických vln s těly kolem nás. Podle toho, co Nulový zákon termodynamiky, k této výměně dochází až do stavu tepelná bilance.

Dívej setaky:Elektromagnetické spektrum - možné frekvence elektromagnetických vln

záření černého tělesa

Teplota železné tyče může být odhadnuta podle zákonů Stefana-Boltzmanna a Wien.

Jeden těloČerná je to idealizovaný objekt, tj. je to teoretický návrh. Podle teorie musí být černé tělo schopen absorbovat veškeré záření dopadající na jeho povrch. Jakmile toto tělo dosáhne Zůstatektepelný mezi jeho částmi bude vydávat zářenítepelný stejnou rychlostí, jakou ji absorbuje.

V přírodě neexistují žádná ideální černá tělesa, existují však ta, která jsou této situaci velmi blízká, například hvězdy schopné absorbovat veškeré záření, které na ně dopadá.

Díky vysvětlení důležitých fyziků, jako jsou JosephStefane a LudwigBoltzmann, dnes můžeme přímo spojit energii vyzařovanou povrchem černých těles s jejich teplotou, stejně jako to dělají teploměry. laser, volala pyrometry.

Kromě toho existují fyzikální zákony, například zákon z Vídeň, které souvisejí s frekvencí elektromagnetických vln emitovaných ve formě tepelného záření s teplotou těla, které je emitovalo. Prostřednictvím těchto zákonů jsme byli schopni odhadnout teplotu a věk hvězdy a extrémně vzdálené planety.

Studie vyzařování černého těla šly nad rámec Stefan-Boltzmann zákony a zákonvVídeň. Při hledání řešení zdánlivě neřešitelného problému německý fyzik Max Planck navrhl existenci malých balíčků světla, fotonů (kterým se říkalo množství světla). V sezóně, Planck byl těžce kritizován a jeho návrh nebyl na akademické půdě dobře přijat. V roce 1905 však Albert Einstein využil tohoto argumentu k vysvětlení fotoelektrický efekt, což mu vyneslo Nobelovu cenu za fyziku.

Podle mě. Rafael Helerbrock

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

HELERBROCK, Rafaeli. „Tepelné záření“; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/irradiacao-termica.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.