Ακτινοβολίαθερμικός είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να πει ότι κάποιο σώμα εκτίθεται σε θερμική ακτινοβολία. Η θερμική ακτινοβόληση είναι μία από τις κύριες διαδικασίες του ΜΕΤΑΦΟΡΑσεθερμότητα, αυτή η διαδικασία συμβαίνει μέσω του θέμασεΗλεκτρομαγνητικά κύματα, αφού όλα τα σώματα που βρίσκονται θερμοκρασίες πάνω από απόλυτο μηδενικό εκπέμπουν θερμική ακτινοβολία. Σε αυτόν τον τύπο διαδικασίας, μέρος της θερμικής ενέργειας του σώματος μετατρέπεται σε ηλεκτρομαγνητική ενέργεια και το αντίστροφο.
Κοίταεπίσης:Θερμολογία - μελέτη φαινομένων που σχετίζονται με θερμότητα και θερμοκρασία
Πώς συμβαίνει η θερμική ακτινοβολία
Ο ακτινοβολίαθερμικός παράγεται από τις κινήσεις του δόνησηΑπόάτομακαι μόρια, τα βασικά συστατικά κάθε ύλης. Σε αντίθεση με άλλες διαδικασίες του μεταφορά θερμότητας, όπως οδήγηση και μεταγωγή, η ακτινοβολία μπορεί να συμβεί χωρίς την ανάγκη φυσικού μέσου για την αγωγή θερμότητας, και αυτό είναι δυνατό μόνο επειδή τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να εξαπλωθούν στο κενό.
Όταν απορροφηθεί, θερμική ακτινοβολία θερμαίνει σώματα. Ωστόσο, υπάρχουν σώματα που μπορούν να το απορροφήσουν πιο εύκολα. Παράγοντες όπως χρώμα, η χημική σύνθεση και τα επίπεδα ενέργειας των ατόμων επηρεάζουν άμεσα την ικανότητα απορρόφησης θερμότητας. Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα σκούρα ρούχα, τα οποία θερμαίνονται πιο γρήγορα από τα ελαφριά ρούχα, χάρη στη μεγαλύτερη ικανότητά του να απορροφά θερμότητα όταν εκπέμπεται.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Ακτινοβολία και ακτινοβολία
ενώ η λέξη ακτινοβολία αναφέρεται σε ενέργεια που εκπέμπεται με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, το ακτινοβολία αναφέρεται σε έκθεσησε αυτήν την ακτινοβολία. Για παράδειγμα: η ηλιακή ακτινοβολία ακτινοβολεί τον πλανήτη Γη, παρέχοντάς του ενέργεια με τη μορφή θερμότητας και ορατό φως. Η λέξη ακτινοβολία σχετίζεται με τη λέξη ακτινοβολία με τον ίδιο τρόπο όπως μαγνητισμός σχετίζεται με μαγνητισμό, για παράδειγμα.
Κοίταεπίσης: 7 ερωτήσεις που δεν έχει απαντηθεί στη Φυσική
Ακτινοβολία και ηλεκτρομαγνητικά κύματα
Δεν φέρουν θερμότητα όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Στο κυματιστάηλεκτρομαγνητικός των οποίων οι συχνότητες βρίσκονται σε περιοχές κοντά στις συχνότητες του χρώματο κόκκινο Είναι από υπέρυθρο αυτοί είναι περισσότεροαποτελεσματικός στο ΜΕΤΑΦΟΡΑσεθερμότητα από τους άλλους. Επιπλέον, είναι γνωστό ότι ο τρόπος με τον οποίο τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα αλληλεπιδρούν με την ύλη εξαρτάται από τη συχνότητά τους.
Δείτε τα πιο συνηθισμένα εφέ που μπορεί να προκαλέσει κάθε είδος ηλεκτρομαγνητικού κύματος:
- ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ: έχουν μεγάλο μήκος κύματος όταν αλληλεπιδρούν με την ύλη και μπορούν να προκαλέσουν άτομα και Τα μόρια εκτελούν περιστροφικές κινήσεις, όπως συμβαίνει με τα μόρια νερού μέσα σε ένα φούρνο ΦΟΥΡΝΟΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ.
- Υπέρυθρο: απορροφάται σχεδόν πλήρως από την ύλη, αυτός ο τύπος ηλεκτρομαγνητικού κύματος είναι υπεύθυνος για το μεγαλύτερο μέρος της μετάδοσης θερμότητας. Όταν αλληλεπιδρά με την ύλη, το υπέρυθρο προκαλεί δόνηση ατόμων και μορίων με μεγαλύτερη ένταση.
- Ορατό φως: διανέμεται μεταξύ συχνοτήτων που κυμαίνονται από κόκκινο έως βιολετί, είναι ικανό να προάγει τη διέγερση του ηλεκτρόνια. Αυτές οι συχνότητες φωτός είναι ικανές να διεγείρουν αλλαγές στα επίπεδα ενέργειας των ατόμων.
- Υπεριώδης: Όπως το ορατό φως, προάγει την διέγερση ηλεκτρονίων, ωστόσο, οι υψηλότερες υπεριώδεις συχνότητες ιοντίζουν, δηλαδή, λόγω της υψηλής ενέργειας τους, καθίστανται ικανά να σχίζουν ηλεκτρόνια από αυτά άτομα.
- Ακτινογραφία: προωθούν τον ιονισμό ατόμων και επίσης τη σκέδαση του Compton, σε αυτό το φαινόμενο, τα άτομα που απορροφούν τις ακτίνες Χ το εκπέμπουν σε χαμηλότερες συχνότητες.
- Γάμμα: ηλεκτρομαγνητικά κύματα με υψηλή ισχύ διείσδυσης και πολύ ικανά ιοντίζοντας άτομα και μόρια.
Όταν εκτίθενται σε υπέρυθρη ακτινοβολία, τα άτομα και τα μόρια την απορροφούν, προκαλώντας την αύξηση της θερμικής τους δόνησης. Στο ηλεκτρικά φορτία που υπάρχουν στα άτομα δονείται επίσης, έτσι αυτή η ακτινοβολία εκπέμπεται εκ νέου σε άλλα σώματα.
Δεν υπάρχει ούτε στιγμή που δεν ανταλλάσσουμε θερμότητα, με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, με τα σώματα γύρω μας. Σύμφωνα με το τι Μηδενικός Θερμοδυναμικός, αυτή η ανταλλαγή συμβαίνει μέχρι την κατάσταση του θερμική ισορροπία.
Κοίταεπίσης:Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα - οι πιθανές συχνότητες ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
ακτινοβολία μαύρου σώματος
Ενας σώμαμαύρος είναι ένα εξιδανικευμένο αντικείμενο, δηλαδή είναι μια θεωρητική πρόταση. Σύμφωνα με τη θεωρία, ένα μαύρο σώμα πρέπει να είναι ικανό να απορροφήσει όλη την ακτινοβολία που πέφτει στην επιφάνειά του. Μόλις φτάσει αυτό το σώμα ισορροπίαθερμικός μεταξύ των τμημάτων του, θα εκδώσει ακτινοβολίαθερμικός με τον ίδιο ρυθμό με τον οποίο το απορροφά.
Στη φύση, δεν υπάρχουν ιδανικά μαύρα σώματα, ωστόσο, υπάρχουν εκείνα που είναι πολύ κοντά σε αυτήν την κατάσταση, όπως τα αστέρια, ικανά να απορροφήσουν όλη την ακτινοβολία που πέφτει πάνω τους.
Χάρη στις εξηγήσεις σημαντικών φυσικών, όπως ΙωσήφΣτέφαν και ΛούντβιχΜπόλτζμαν, Σήμερα μπορούμε να συσχετίσουμε άμεσα τη δύναμη που ακτινοβολεί η επιφάνεια των μαύρων σωμάτων με τη θερμοκρασία τους, όπως και τα θερμόμετρα. λέιζερ, που ονομάζεται πυρόμετρα.
Επιπλέον, υπάρχουν φυσικοί νόμοι, όπως ο νόμος του Wien, που συσχετίζουν τη συχνότητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που εκπέμπονται με τη μορφή θερμικής ακτινοβολίας με τη θερμοκρασία του σώματος που τα εκπέμπει. Μέσω αυτών των νόμων μπορέσαμε να εκτιμήσουμε τη θερμοκρασία και την ηλικία αστέρια και εξαιρετικά απομακρυσμένοι πλανήτες.
Μελέτες ακτινοβολίας μαύρου σώματος έχουν προχωρήσει πέρα από το Οι νόμοι του Stefan-Boltzmann και του νόμοςσεWien. Σε αναζήτηση λύσης σε ένα φαινομενικά αδιάλυτο πρόβλημα, ο Γερμανός φυσικός Μέγιστο Planck πρότεινε την ύπαρξη μικρών πακέτων φωτός, τα φωτόνια (τα οποία ονομάζονταν quants του φωτός) Εντός εποχής, Πλάνκ επικρίθηκε έντονα και η πρότασή του δεν έγινε δεκτή στην ακαδημαϊκή κοινότητα. Ωστόσο, το 1905, Albert Einstein χρησιμοποίησε αυτό το επιχείρημα για να εξηγήσει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, που του κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής.
Από εμένα, Rafael Helerbrock
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Θερμική ακτινοβολία". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/irradiacao-termica.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
