Toplinsko zračenje: što je to, kako se događa, funkcionira

Zračenjetoplinska je termin kojim se govori da je neko tijelo izloženo toplinskom zračenju. Toplinsko zračenje jedan je od glavnih procesa prijenosutoplina, ovaj se proces odvija putem problemuElektromagnetski valovi, budući da su sva tijela koja se nalaze u temperaturama iznad apsolutna nula emitiraju toplinsko zračenje. U ovoj vrsti procesa dio toplinske energije tijela pretvara se u elektromagnetsku energiju i obrnuto.

Izgledtakođer:Termologija - proučavanje pojava povezanih s topline i temperature

Kako se javlja toplinsko zračenje

THE radijacijatoplinska generira se iz kretanja vibracijaIzatomai molekula, osnovni sastojci sve tvari. Za razliku od ostalih procesa prijenos topline, poput vožnje i konvekcija, do zračenja može doći bez potrebe za fizičkim medijem za provođenje topline, a to je moguće samo zato što se elektromagnetski valovi mogu širiti u vakuumu.

Sunce zrači veliku energiju na Zemlju.

Kad se upije, toplinsko zračenje zagrijava tijela. Međutim, postoje tijela koja ga mogu lakše apsorbirati. Čimbenici kao što su

boja, kemijski sastav i razina energije atoma izravno utječu na sposobnost apsorpcije topline. Primjer za to je tamna odjeća koja se zagrijava brže od svijetle odjeće, zahvaljujući većem kapacitetu upijanja topline pri zračenju.

Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)

Zračenje i zračenje

dok je riječ radijacija odnosi se na energija koja se emitira u obliku elektromagnetskih valova, ozračivanje odnosi se na izlaganjeovom zračenju. Na primjer: sunčevo zračenje zrači planetom Zemljom, pružajući joj energiju u obliku topline i vidljivo svjetlo. Riječ zračenje odnosi se na riječ zračenje na isti način kao i magnetizam odnosi se na magnetizaciju, na primjer.

Izgledtakođer: 7 pitanja iz kojih fizika nije odgovorila

Zračenje i elektromagnetski valovi

Pirometar može mjeriti temperaturu infracrvenom detekcijom.

Ne nose svi elektromagnetski valovi toplinu. Na valovielektromagnetski čije su frekvencije u regijama koje su bliske frekvencijama bojaCrvena To je od infracrveni oni su višeučinkovit prema prijenosutoplina nego ostali. Nadalje, poznato je da način na koji elektromagnetski valovi komuniciraju s materijom ovisi o njihovoj frekvenciji.

Pogledajte najčešće učinke koje svaka vrsta elektromagnetskog vala može prouzročiti:

• Mikrovalna pećnica: imaju dugu valnu duljinu kada su u interakciji s materijom i mogu uzrokovati atome i molekule izvode rotacijske pokrete, kao što se događa kod molekula vode unutar peći mikrovalna.
• Infracrveni: gotovo u potpunosti apsorbira tvar, ova vrsta elektromagnetskog vala odgovorna je za veći dio prijenosa topline. Kada stupa u interakciju s materijom, infracrveno uzrokuje da atomi i molekule vibriraju većim intenzitetom.
• Vidljivo svjetlo: raspoređen između frekvencija u rasponu od crvene do ljubičaste, sposoban je potaknuti pobuđivanje elektroni. Te frekvencije svjetlosti sposobne su potaknuti promjene u razini energije atoma.
• Ultraljubičasto: poput vidljive svjetlosti, potiče pobuđivanje elektrona, međutim, veće ultraljubičaste frekvencije ioniziraju, tj. zbog svoje visoke energije postaju sposobni istrgnuti elektrone iz svojih atoma.
• X-zraka: pospješuju ionizaciju atoma i također Comptonovo rasipanje, u ovom fenomenu, atomi koji apsorbiraju X-zrake ponovno ga emitiraju na nižim frekvencijama.
• Gama: elektromagnetski valovi s velikom penetracijskom snagom i vrlo sposobni za ioniziranje atoma i molekula.

Kada su izloženi infracrvenom zračenju, atomi i molekule ga apsorbiraju, što uzrokuje povećanje njihovih toplinskih vibracija. Na električni naboji koji su prisutni u atomima također vibriraju, pa se to zračenje ponovno emitira prema drugim tijelima.

Nema niti trenutka kada ne izmjenjujemo toplinu, u obliku elektromagnetskih valova, s tijelima oko sebe. Prema onome što Nulti zakon termodinamike, ova razmjena se događa sve dok se ne uslovi toplinska ravnoteža.

Izgledtakođer:Elektromagnetski spektar - moguće frekvencije elektromagnetskih valova

zračenje crnog tijela

Temperatura željezne šipke može se procijeniti po zakonu Stefan-Boltzmann i Wien.

Jedan tijelocrno to je idealizirani objekt, odnosno teorijski je prijedlog. Prema teoriji, crno tijelo mora biti sposoban apsorbirati sve zračenje koje pada na njegovu površinu. Jednom kada ovo tijelo dosegne ravnotežatoplinska između svojih dijelova, izdat će radijacijatoplinska istom brzinom kojom ga apsorbira.

U prirodi ne postoje idealna crna tijela, međutim, postoje ona koja su vrlo blizu ovoj situaciji, poput zvijezda, sposobnih apsorbirati sve zračenje koje padne na njih.

Zahvaljujući objašnjenjima važnih fizičara kao što su JosipaStefane i LudwigBoltzmann, danas možemo izravno povezati snagu zračenu površinom crnih tijela s njihovom temperaturom, baš kao što čine termometri. laser, nazvao pirometri.

Osim toga, postoje fizikalni zakoni, poput zakona Wien, koji povezuju frekvenciju elektromagnetskih valova emitiranih u obliku toplinskog zračenja s temperaturom tijela koje ih emitira. Zahvaljujući tim zakonima uspjeli smo procijeniti temperaturu i starost zvijezde i izuzetno udaljenih planeta.

Studije zračenja crnog tijela prevazišle su Stefan-Boltzmannovi zakoni i od zakonuWien. U potrazi za rješenjem naizgled nerješivog problema, njemački fizičar Max Planck sugerirao je postojanje malih paketića svjetlosti, fotona (koji su se nazivali kvantima svjetlosti). U sezoni, Planck bio je žestoko kritiziran i njegova sugestija nije bila dobro prihvaćena u akademskoj zajednici. Međutim, 1905. god. Albert Einstein iskoristio ovaj argument kako bi objasnio fotoelektrični efekt, koja mu je donijela Nobelovu nagradu za fiziku.

Ja, Rafael Helerbrock

Želite li uputiti ovaj tekst u školskom ili akademskom radu? Izgled:

HELERBROCK, Rafael. "Toplinsko zračenje"; Brazil škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/irradiacao-termica.htm. Pristupljeno 27. lipnja 2021.