Science >> Wetenschap >  >> Energie

Wanneer een warm object wordt opgewarmd, waarom verandert de thermische straling die het uitzendt?

Dit is de reden waarom de thermische straling die door een warm object wordt uitgezonden, verandert wanneer deze wordt opgewarmd:

1. Temperatuur en de intensiteit van straling

* hogere temperatuur, meer straling: Hoe heter een object krijgt, hoe meer thermische energie het bezit. Deze overtollige energie wordt vrijgegeven als elektromagnetische straling, voornamelijk in het infraroodgebied.

* de verplaatsingswet van Wien: Deze wet stelt dat naarmate de temperatuur van een object toeneemt, de piekgolflengte van de uitgezonden straling verschuift naar kortere golflengten (dichter bij zichtbaar licht).

2. De wet en spectrale distributie van Planck

* Blackbody -straling: Ideale objecten (Blackbodies genoemd) stralen uit volgens de wet van Planck. Deze wet beschrijft de spectrale verdeling van uitgezonden straling op verschillende golflengten.

* Veranderend spectrum: Naarmate de temperatuur stijgt, verschuift de piek van de spectrale verdeling naar kortere golflengten. Dit betekent dat het object meer straling uitzendt in de zichtbare en nabij-infraroodgebieden, en minder in de verre infrarood.

3. Kleurwijzigingen

* rood heet tot wit heet: De verandering in de piekgolflengte van straling is waarom we kleurveranderingen in verwarmde objecten zien. Een warm object lijkt rood omdat de piekemissie zich in de langere golflengten van het zichtbare spectrum bevindt. Naarmate het heter wordt, verschuift de piek naar kortere golflengten, waardoor het oranje, geel en uiteindelijk wit heet lijkt.

4. Intensiteit en totale energie

* Stefan-Boltzmann Law: Deze wet stelt dat de totale energie die door een blackbody wordt uitgestraald, evenredig is met de vierde kracht van zijn absolute temperatuur. Een kleine temperatuurstijging leidt dus tot een significante toename van de totale energie gestraald.

Samenvattend:

Het verwarmen van een object zorgt ervoor dat het meer thermische straling uitzendt, waarbij de piekgolflengte van die straling verschuift naar kortere golflengten. Dit resulteert in het object dat helderder lijkt en van kleur lijkt omdat het heter wordt. De totale hoeveelheid gestraalde energie neemt ook dramatisch toe met de temperatuur.