Fizika

Termal radiatsiya va qora tanli nurlanish


Kvant fizikasi uchun ikkita muhim tushuncha - bu issiqlik radiatsiyasi va qora tanlilar. Endi biz ularning har birini o'rganamiz.

Termal nurlanish

Mutlaq haroratdan yuqori bo'lgan tananing har qanday yuzasi elektromagnit nurlanishni chiqaradi. Bu energiya harorat bilan bog'liq bo'lganligi sababli u deyiladi termal nurlanish.

Xona haroratida tananing sirtidan chiqadigan termal nurlanish infraqizil, ko'rinmas nurlanishdir. Agar biz metall plastinka haroratini 600 ° C ga ko'tarsak, masalan, chiqarilgan nurlanish hali ham infraqizil bo'ladi, ammo endi qo'llarimizni plastinkaga yaqinlashtirsak, biz buni sezishimiz mumkin. Haroratni 700 ° C ga ko'tarish nafaqat qizg'in infraqizil nurlanishni keltirib chiqarmaydi, balki qizg'ish yorug'lik chiqishini ham kuzata olamiz.

Agar metall plastinkaning harorati ko'tarilishda davom etsa va erish harorati qoniqtirilmasa, biz tobora kuchayib borayotgan infraqizil nurlanishni kuzatamiz va plastinka asta-sekin qizildan to'q sariq rangga, so'ngra sariq rangga va boshqalarga o'zgaradi. oqga qarab, oldinga qarab.

Ko'k chiroq chiqqanda, uning boshqa chiroqlar bilan birlashishi, xuddi akkor lampochkaning yoqilgan filamentida bo'lgani kabi, oq rangga o'xshash hissiyotni beradi. Agar oq rangga aylangan tananing harorati ko'tarilsa, u mavimsi rangga ega bo'ladi. Shuning uchun ko'k yulduzlar eng issiq.

Stefan-Boltsman qonuni

1879 yilda Stefan, empirik ravishda, 1884 yilda Boltsman tomonidan matematik ravishda namoyish etgan tenglamani oldi.

(Shtefan-Boltsman qonuni)

Qayerda:

Pot - tananing tashqi yuzasidan mutloq T haroratda nurlangan umumiy quvvat;

e = chiqadigan sirt xususiyatiga qarab tananing emissiya yoki emissiya kuchi va 0 dan 1 gacha (o'lchovsiz miqdor) qiymatlarni qabul qilishi mumkin;

σ = Boltzmann doimiysi, uning qiymati σ = 5.67x10-8 Vt / m2K4;

A = chiqadigan sirt maydoni.

Shuni ta'kidlash kerakki, Stefan-Boldzmann qonuniga binoan nurlanish kuchi to'rtinchi kuchdagi tananing mutlaq sirt haroratiga bog'liq bo'lib, bu tenglamaning hal qiluvchi omili hisoblanadi.

Stefan-Boldzmann qonunini quyidagicha ifodalash mumkin.

Qayerda Men bu tanadan chiqadigan issiqlik nurlanishining umumiy intensivligi, ya'ni vaqt birligiga va tananing tashqi yuzasining birlik maydoniga chiqariladigan energiyaning umumiy miqdori.

Klassik elektromagnit nazariyaga ko'ra, termal radiatsiya tanadan elektr zaryadlari bilan chiqariladi, issiqlik qo'zg'alishi tufayli sirt yaqinidagi turli chastotalarda tebranadi. Shunday qilib, nurlanish doimiy chastota diapazonida, ya'ni doimiy spektrda chiqariladi:

Klassik fizika ma'lumotlariga ko'ra, tanada issiqlik nurlanishi porlashi bilan, tananing yuzasiga yaqin elektr zaryadlari qo'zg'aladi, shuning uchun tanadagi voqea energiyasining bir qismi u tomonidan so'riladi. 1859 yilda Gustav Kирхof tananing yutilish kuchi uning emissiya kuchiga teng ekanligini tushundi. Matematik:

Shuning uchun termal nurlanishni (yomon reflektorni) yaxshi singdiradigan tananing o'zi ham yaxshi emitterdir. Xuddi shunday, yomon absorber (yaxshi reflektor) ham yomon emitterdir.



Video: NYSTV - Transhumanism and the Genetic Manipulation of Humanity w Timothy Alberino - Multi Language (May 2021).