การฉายรังสีความร้อน: มันคืออะไร, เกิดขึ้นได้อย่างไร, ทำหน้าที่

การฉายรังสีความร้อน เป็นคำที่ใช้บอกว่าร่างกายบางส่วนได้รับรังสีความร้อน การฉายรังสีความร้อนเป็นหนึ่งในกระบวนการหลักของ โอนในความร้อน, กระบวนการนี้เกิดขึ้นผ่าน ปัญหาในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเนื่องจากร่างกายทั้งหมดที่อยู่ใน อุณหภูมิ เหนือ ศูนย์สัมบูรณ์ ปล่อยรังสีความร้อน ในกระบวนการประเภทนี้ พลังงานความร้อนส่วนหนึ่งของร่างกายจะถูกแปลงเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าและในทางกลับกัน

ดูยัง:อุณหพลศาสตร์ - ศึกษาปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับ ความร้อนและอุณหภูมิ

รังสีความร้อนเกิดขึ้นได้อย่างไร

THE รังสีความร้อน เกิดจากการเคลื่อนไหวของ การสั่นสะเทือนจากอะตอมและโมเลกุล, องค์ประกอบพื้นฐานของเรื่องทั้งหมด. ต่างจากกระบวนการอื่นๆ ของ การถ่ายเทความร้อน, เช่นการขับรถและ การพาความร้อนการฉายรังสีสามารถเกิดขึ้นได้โดยไม่ต้องใช้ตัวกลางทางกายภาพเพื่อนำความร้อน และนี่เป็นไปได้เพียงเพราะคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแพร่กระจายในสุญญากาศได้

ดวงอาทิตย์แผ่พลังงานจำนวนมากมายังโลก

เมื่อดูดซึมแล้ว การแผ่รังสีความร้อนทำให้ร่างกายร้อนขึ้น. อย่างไรก็ตาม มีร่างกายที่สามารถดูดซึมได้ง่ายกว่า ปัจจัยเช่น สีองค์ประกอบทางเคมีและระดับพลังงานของอะตอมส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการดูดซับความร้อน ตัวอย่างคือเสื้อผ้าสีเข้มซึ่งร้อนเร็วกว่าเสื้อผ้าบาง เนื่องจากสามารถดูดซับความร้อนได้ดีกว่าเมื่อถูกฉายรังสี

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

การฉายรังสีและการฉายรังสี

ในขณะที่คำว่า รังสี อ้างถึง พลังงานที่ปล่อยออกมา ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การฉายรังสี อ้างถึง การรับสัมผัสเชื้อถึงการแผ่รังสีนี้ this. ตัวอย่างเช่น: รังสีดวงอาทิตย์แผ่รังสีดาวเคราะห์โลกโดยให้พลังงานในรูปของความร้อนและ แสงที่มองเห็น. คำว่า irradiation เกี่ยวข้องกับคำว่า radiation ในลักษณะเดียวกับ แม่เหล็ก เกี่ยวข้องกับการทำให้เป็นแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น

ดูยัง: 7 คำถามที่ฟิสิกส์ไม่มีคำตอบ

การฉายรังสีและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ไพโรมิเตอร์สามารถวัดอุณหภูมิผ่านการตรวจจับอินฟราเรด

ไม่ใช่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดที่มีความร้อน ที่ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งความถี่อยู่ในบริเวณใกล้กับความถี่ของ สีสีแดง มาจาก อินฟราเรด พวกเขาเป็น มากกว่ามีประสิทธิภาพ เพื่อ โอนในความร้อน กว่าคนอื่นๆ นอกจากนี้ เป็นที่ทราบกันว่าวิธีที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโต้ตอบกับสสารนั้นขึ้นอยู่กับความถี่ของพวกมัน

ตรวจสอบผลกระทบที่พบบ่อยที่สุดที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแต่ละประเภทสามารถทำให้เกิดเรื่องขึ้นได้:

• ไมโครเวฟ: มีความยาวคลื่นยาวเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสสารและอาจทำให้เกิดอะตอมและ โมเลกุลทำการเคลื่อนที่แบบหมุนเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับโมเลกุลของน้ำภายในเตาอบ ไมโครเวฟ.
• อินฟราเรด: ถูกดูดซับโดยสสารเกือบทั้งหมด คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดนี้มีหน้าที่ในการถ่ายเทความร้อนส่วนใหญ่ เมื่อมันโต้ตอบกับสสาร อินฟราเรดจะทำให้อะตอมและโมเลกุลสั่นสะเทือนด้วยความเข้มข้นที่มากขึ้น
• แสงที่มองเห็น: กระจายระหว่างความถี่ตั้งแต่สีแดงจนถึงสีม่วง มันสามารถส่งเสริมการกระตุ้นของ อิเล็กตรอน. ความถี่แสงเหล่านี้สามารถกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงในระดับพลังงานของอะตอม
• อัลตราไวโอเลต: เช่นเดียวกับแสงที่มองเห็นได้ มันส่งเสริมการกระตุ้นของอิเล็กตรอน อย่างไรก็ตาม ความถี่อัลตราไวโอเลตที่สูงขึ้น กำลังไอออไนซ์ นั่นคือ เนื่องจากมีพลังงานสูง พวกมันจึงสามารถฉีกอิเลคตรอนจากพวกมันได้ อะตอม
• เอ็กซ์เรย์: ส่งเสริมการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมและการกระเจิงของคอมป์ตันในปรากฏการณ์นี้ อะตอมที่ดูดซับรังสีเอกซ์จะปล่อยมันออกมาอีกครั้งที่ความถี่ต่ำ
• แกมมา: คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีกำลังการแทรกซึมสูงและมีความสามารถสูงในการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมและโมเลกุล

เมื่อสัมผัสกับรังสีอินฟราเรด อะตอมและโมเลกุลจะดูดซับ ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนจากความร้อนเพิ่มขึ้น ที่ ค่าไฟฟ้า ที่มีอยู่ในอะตอมก็สั่นสะเทือนเช่นกัน ดังนั้นรังสีนี้จึงถูกปล่อยออกสู่วัตถุอื่นอีกครั้ง

ไม่มีแม้แต่ช่วงเวลาที่เราไม่แลกเปลี่ยนความร้อนในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากับร่างกายรอบตัวเรา ตามที่ กฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์, การแลกเปลี่ยนนี้เกิดขึ้นจนถึงสภาพของ สมดุลความร้อน.

ดูยัง:สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า - ความถี่ที่เป็นไปได้ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

รังสีร่างกายสีดำ

อุณหภูมิของแท่งเหล็กสามารถประมาณได้ตามกฎหมายของ Stefan-Boltzmann และ Wien

หนึ่ง ร่างกายสีดำ มันเป็นวัตถุในอุดมคตินั่นคือมันเป็นข้อเสนอทางทฤษฎี ตามทฤษฏี ร่างดำต้องเป็น สามารถดูดซับรังสีทั้งหมดที่ตกลงมาบนพื้นผิวได้. เมื่อร่างกายนี้ไปถึง สมดุลความร้อน ระหว่างส่วนต่างๆ มันจะออก รังสีความร้อน ในอัตราเดียวกับที่มันดูดซับ

โดยธรรมชาติแล้ว ไม่มีวัตถุสีดำในอุดมคติ แต่มีวัตถุที่ใกล้เคียงกับสถานการณ์นี้มาก เช่น ดวงดาว ซึ่งสามารถดูดซับรังสีทั้งหมดที่ตกลงมาบนพวกมันได้

ขอบคุณคำอธิบายของนักฟิสิกส์ที่สำคัญเช่น โจเซฟสเตฟาน และ ลุดวิกโบลต์ซมันน์, วันนี้เราสามารถเชื่อมโยงพลังงานที่แผ่ออกมาจากพื้นผิวของวัตถุสีดำกับอุณหภูมิได้โดยตรง เช่นเดียวกับเทอร์โมมิเตอร์ เลเซอร์เรียกว่า ไพโรมิเตอร์.

นอกจากนี้ยังมีกฎทางกายภาพ เช่น กฎของ เวียนซึ่งสัมพันธ์กับความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาในรูปของการแผ่รังสีความร้อนกับอุณหภูมิของร่างกายที่ปล่อยออกมา ด้วยกฎหมายเหล่านี้ เราสามารถประมาณอุณหภูมิและอายุของ ดวงดาว และดาวเคราะห์ที่ห่างไกลมาก

การศึกษารังสีในร่างกายสีดำได้ไปไกลกว่า gone กฎหมายของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์ และของ กฎหมายในเวียน. ในการค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่ดูเหมือนจะแก้ไม่ตก นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน มักซ์พลังค์ บอกถึงการมีอยู่ของแสงขนาดเล็ก โฟตอน (ซึ่งเรียกว่าควอนต์ของแสง) ในฤดู, พลังค์ เขาถูกวิพากษ์วิจารณ์อย่างหนักและข้อเสนอแนะของเขาไม่เป็นที่ยอมรับในด้านวิชาการ อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ. 1905 Albert Einstein ได้ใช้อาร์กิวเมนต์นี้เพื่ออธิบาย ตาแมวผลซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "การฉายรังสีความร้อน"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/irradiacao-termica.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.