Тепловое свечение

Тепловое свечение

Возможно, вы замечали, что обычно посуда глубоко черного цвета, нагретая до экстремальной температуры, светится оранжевым или красным цветом. Черные спирали электрической кухонной плиты или духовки при включении на сильную мощность, также становятся ярко оранжевыми. Источник этого изменения цвета – тепловое излучение, которое также является источником большей части света вокруг нас, включая освещение, исходящее от солнца и от раскаленных электрических лампочек.

На самом деле, все излучает тепловое свечение. Но большинство объектов не достаточно горячие, чтобы испускать видимый диапазон спектра. Люди испускают инфракрасное излучение, у которого длина волны больше, чем у видимого света. Продукты питания также светятся в спектре ИК-излучения. Инфракрасный термометр анализирует излучение, чтобы определить температуру человека или продукта питания.

При нагревании объектов, их свечение сдвигается от ИК-области спектра ко все более и более коротким длинам волн. Красный свет имеет самую длинную длину волны видимого света, таким образом, первое свечение, которые мы видим при нагревании объекта – это темно-красное. Когда сковорода или электрическая спираль нагревается еще больше, свечение становится оранжевым или желтым, белым и в конечном итоге синим. Отсюда и происхождение терминов «красное тепло» и «белое тепло». В конечном итоге, объект может нагреться до такой степени, что он будет испускать слишком короткие длины волн света, невидимые для человеческого глаза: ультрафиолетовое...

кого глаза: ультрафиолетовое излучение.

Не все объекты одинаково хорошо испускают свет. Абсолютно черные тела поглощают почти весь видимый свет, а также излучают большую часть поглощенного света. На практике, абсолютно черных тел не встречается, но некоторые вещества, такие как сажа и другие формы угля, очень близки к ним

Абсолютно черное тело начинает светиться красным при 1 000 K, или примерно при 728 °C /1,340 °F. При любой заданной температуре, объект испускает длины волн определенного диапазона. Цвет, воспринимаемый нами, – это длина волны, у которой максимум интенсивности меняется вместе с температурой объекта. Джозеф Стефан, австрийский физик 19 века, установил, что энергия, испускаемая телом как тепловое излучение, прямо пропорциональна его температуре (в кельвинах), возведенной в четвертую степень. Таким образом, чем горячее объект, тем больше энергии в форме света он испускает. Стефан совместил этот принцип с предыдущей работой по расчету энергии излучения солнца, чтобы правильно рассчитать, что температура поверхности солнца, составляющая около 5 800 K, или 5 527 °C/ 9 980 °F, дает горячий белый цвет.

Еще статьи