ما هي خصائص الإشعاع الحراري؟

ما هي خصائص الإشعاع الحراري؟
Anonim

إجابة:

انظر الى هذا

تفسير:

1) يتكون الإشعاع الحراري المنبعث من الجسم في أي درجة حرارة من مجموعة واسعة من الترددات. يعطى توزيع التردد بموجب قانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود من أجل باعث مثالي.

2) ينتقل مدى التردد المهيمن (أو اللون) للإشعاع المنبعث إلى ترددات أعلى مع زيادة درجة حرارة الباعث. على سبيل المثال ، يشع جسم أحمر حار بشكل أساسي في الأطوال الموجية الطويلة (الأحمر والبرتقالي) للشريط المرئي. إذا تم تسخينه بدرجة أكبر ، فإنه يبدأ أيض ا في إصدار كميات يمكن تمييزها من الضوء الأخضر والأزرق ، وانتشار الترددات في النطاق المرئي بأكمله يؤدي إلى ظهورها باللون الأبيض للعين البشرية ؛ إنه أبيض حار. ومع ذلك ، حتى في درجة حرارة بيضاء دافئة 2000 كلفن ، 99 في المائة من طاقة الإشعاع لا تزال في الأشعة تحت الحمراء. يتم تحديد ذلك بواسطة قانون التشرد في فيينا. في المخطط ، تتحرك قيمة الذروة لكل منحنى إلى اليسار مع زيادة درجة الحرارة.

3) يزداد مقدار الإشعاع الكلي لجميع الترددات ارتفاع ا حاد ا مع ارتفاع درجة الحرارة ؛ ينمو كما T4 ، حيث T هي درجة حرارة الجسم المطلقة. كائن في درجة حرارة فرن المطبخ ، حوالي ضعف درجة حرارة الغرفة على مقياس درجة الحرارة المطلقة (600 K مقابل 300 K) يشع 16 أضعاف الطاقة لكل وحدة المساحة. كائن في درجة حرارة الشعيرة في لمبة الإضاءة المتوهجة - ما يقرب من 3000 كلفن ، أو درجة حرارة الغرفة 10 أضعاف - يشع طاقة مقدارها 10،000 مرة لكل وحدة مساحة. ترتفع الكثافة الإشعاعية الكاملة للجسم الأسود باعتبارها القوة الرابعة لدرجات الحرارة المطلقة ، كما هو موضح في قانون ستيفان-بولتزمان. في المخطط ، تنمو المنطقة الموجودة أسفل كل منحنى بسرعة مع زيادة درجة الحرارة.

4) معدل الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث عند تردد معين يتناسب مع كمية الامتصاص التي سيواجهها المصدر. وبالتالي ، فإن السطح الذي يمتص المزيد من الضوء الأحمر يشع حراريا المزيد من الضوء الأحمر. ينطبق هذا المبدأ على جميع خصائص الموجة ، بما في ذلك الطول الموجي (اللون) ، والاتجاه ، والاستقطاب ، وحتى التماسك ، بحيث يكون من الممكن تمام ا الحصول على إشعاع حراري مستقطب ومتماسك وموجه ، على الرغم من أن الأشكال المستقطبة والمتماسكة إلى حد ما نادر في الطبيعة.