Wat zijn de eigenschappen van warmtestraling?

Wat zijn de eigenschappen van warmtestraling?
Anonim

Antwoord:

Zie dit

Uitleg:

1) Thermische straling die door een lichaam wordt geëmitteerd bij elke temperatuur, bestaat uit een breed scala aan frequenties. De frequentieverdeling wordt gegeven door de wet van Planck voor zwarte lichaamstralen voor een geïdealiseerde zender.

2) Het dominante frequentiebereik (of kleurbereik) van de uitgezonden straling verschuift naar hogere frequenties naarmate de temperatuur van de emitter stijgt. Een roodgloeiend object straalt bijvoorbeeld voornamelijk uit in de lange golflengten (rood en oranje) van de zichtbare band. Als het verder wordt verwarmd, begint het ook waarneembare hoeveelheden groen en blauw licht uit te stralen, en de verspreiding van frequenties in het gehele zichtbare bereik veroorzaakt dat het er wit uitziet voor het menselijk oog; het is witheet. Zelfs bij een witte temperatuur van 2000 K is 99% van de energie van de straling echter nog steeds in het infrarood. Dit wordt bepaald door de verplaatsingswet van Wien. In het diagram beweegt de piekwaarde voor elke curve naar links terwijl de temperatuur toeneemt.

3) De totale hoeveelheid straling van alle frequenties neemt steil toe als de temperatuur stijgt; het groeit als T4, waar T de absolute temperatuur van het lichaam is. Een object op de temperatuur van een keukenoven, ongeveer tweemaal de kamertemperatuur op de absolute temperatuurschaal (600 K vs. 300 K) straalt 16 keer zoveel vermogen per oppervlakte-eenheid uit. Een object op de gloeidraadtemperatuur in een gloeilamp - ongeveer 3000 K, of 10 keer kamertemperatuur - straalt 10.000 keer zoveel energie per oppervlakte-eenheid uit. De totale stralingsintensiteit van een zwart lichaam stijgt als de vierde macht van de absolute temperatuur, zoals uitgedrukt door de wet van Stefan-Boltzmann. In de plot groeit het gebied onder elke curve snel als de temperatuur stijgt.

4) De snelheid van elektromagnetische straling die wordt geëmitteerd bij een gegeven frequentie is evenredig met de hoeveelheid absorptie die de bron zou ervaren. Een oppervlak dat meer rood licht absorbeert, straalt dus meer rood licht uit. Dit principe is van toepassing op alle eigenschappen van de golf, inclusief golflengte (kleur), richting, polarisatie en zelfs coherentie, zodat het best mogelijk is om thermische straling te hebben die gepolariseerd, coherent en directioneel is, hoewel gepolariseerde en coherente vormen redelijk zijn zeldzaam in de natuur.