Физика

Топлинско зрачење и зрачење на црно


Два важни концепти за квантната физика се термичкото зрачење и црнежот. Отсега ќе ги проучуваме секој од нив.

Топлинско зрачење

Секоја површина на тело што е над апсолутна температура емитира електромагнетно зрачење. Бидејќи оваа енергија е поврзана со температурата, се нарекува термичко зрачење.

Топлинското зрачење испуштено од површината на телото на собна температура е инфрацрвено, невидливо зрачење. Ако ја покачиме температурата на метална плоча на 600 ° C, на пример, испуштеното зрачење сè уште ќе биде инфрацрвено, но сега ќе можеме да го „согледаме“ ако ги придвижиме рацете поблиску до плочата. Зголемувањето на температурата подалеку на околу 700 ° C не само што ќе донесе интензивно инфрацрвено зрачење, туку ќе можеме да ја набудуваме и емисијата на црвеникава светлина.

Ако температурата на металната плоча продолжи да расте и претпоставувајќи дека температурата на топење не е исполнета, ќе набудуваме сè поинтензивно инфрацрвено зрачење, а плочата постепено се менува од црвена во портокалова, потоа во жолта и така натаму. наваму, со тенденција да бело.

Како што излегува сината светлина, нејзиното мешање со другите светла ни дава чувство на бело, како и со запалената нишка од блескаво сијалица. Ако тело кое веќе станало бело, продолжува да има повисока температура, ќе има тенденција да се здобијат со синкава боја. Затоа сините starsвезди се најжешките.

Закон Стефан-Болцман

Во 1879 година Стефан ја доби, емпириски равенката што Болцман ја демонстрираше математички во 1884 година. Изразот е:

(Закон Стефан-Болцман)

Каде:

Пот = вкупна моќност зрачена од надворешната површина на тело на апсолутна температура Т;

e = емисивност или моќност на емисија на телото, во зависност од природата на површината што испушта и може да претпостави вредности помеѓу 0 и 1 (бездимензионална количина);

σ = константа на Болцман, чија вредност е σ = 5.67x10-8 W / m2К.4;

A = испушта површина.

Важно е да се истакне дека, според законот на Стефан-Болцман, зрачената моќност зависи од апсолутната температура на површината на телото во четвртата моќност, со што е одлучувачки фактор во равенката.

Законот на Стефан-Болцман исто така може да се изрази како што следува:

Каде Јас е вкупниот интензитет на топлинско зрачење испуштено од телото, т.е. вкупната количина на енергија што се емитува по единица време и по единица површина на надворешната површина на телото.

Според класичната електромагнетна теорија, термичкото зрачење се испушта со електрични полнежи од телото, осцилирајќи на различни фреквенции во близина на површината заради термичка агитација. Така, зрачењето се испушта во континуиран опсег на фреквенции, односно во континуиран спектар:

Според класичната физика, како што термичкото зрачење сјае на тело, електричните полнежи близу до површината на телото се агитираат, така што дел од енергијата на инцидентот во телото се апсорбира од него. Во 1859 г. Густав Кирхоф сфатил дека моќта на апсорпција на телото е еднаква на нејзината моќност на емисија. Математички:

Затоа, добро тело кое апсорбира термичко зрачење (лош рефлектор) е исто така добар емитер. Слично на тоа, лош апсорбер (добар рефлектор) е исто така лош емитер.



Видео: Age of the Hybrids Timothy Alberino Justen Faull Josh Peck Gonz Shimura - Multi Language (Јуни 2021).