Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe zet je thermische energie om in stralende energie?

Het omzetten van thermische energie in stralende energie is een fundamenteel proces in de natuurkunde, en het gebeurt op verschillende manieren:

1. Incandescence: Dit is de meest eenvoudige manier. Wanneer een object tot een voldoende voldoende temperatuur wordt verwarmd, beginnen de atomen sneller te trillen. Deze vibratie boeit de elektronen, waardoor ze naar hogere energieniveaus springen. Terwijl ze terugvallen op lagere niveaus, geven ze fotonen van licht af, die we beschouwen als 'gloeiend'. Voorbeelden zijn:

* gloeilampen: De gloeidraad wordt tot een hoge temperatuur verwarmd, waardoor het gloeit.

* sterren: De kern van sterren is ongelooflijk heet, waardoor ze licht en warmte uitzenden.

* gesmolten metalen: Wanneer gesmolten metaal afkoelt, straalt het een roodachtige gloed uit.

2. Blackbody straling: Alle objecten stoten elektromagnetische straling uit vanwege hun temperatuur. Dit wordt blackbody -straling genoemd en de intensiteit en spectrum van de uitgestoten straling hangen af ​​van de temperatuur. Een warm menselijk lichaam stoot bijvoorbeeld infraroodstraling uit, die we kunnen detecteren met thermische camera's.

3. Luminescentie: Dit omvat een proces waarbij energie uit andere bronnen wordt gebruikt om elektronen op te wekken, die vervolgens fotonen uitzenden. Er zijn verschillende soorten luminescentie:

* fluorescentie: De excitatie -energie komt van UV -licht en het uitgezonden licht heeft een langere golflengte (bijv. Fluorescentielampen).

* fosforescentie: De excitatie-energie wordt opgeslagen en langzaam vrijgegeven, waardoor het materiaal in het donker gloeit (bijv. Glow-in-the-dark speelgoed).

* chemiluminescentie: De excitatie -energie komt van een chemische reactie (bijvoorbeeld vuurvliegjes).

4. Lasers: Deze apparaten gebruiken een proces dat gestimuleerde emissie wordt genoemd om licht te versterken bij een specifieke golflengte. De geëxciteerde atomen in het lasermedium worden gestimuleerd om fotonen af ​​te geven, wat resulteert in een sterk geconcentreerde en coherente lichtstraal.

5. Conversie van thermische energie naar elektrische energie en vervolgens stralende energie: Dit is een tweestapsproces waarbij thermische energie eerst wordt omgezet in elektrische energie met behulp van thermo-elektrische apparaten (zoals thermokoppels of Peltier-apparaten). Deze elektrische energie wordt vervolgens gebruikt om lichtbronnen van stroom te voorzien, waardoor stralende energie wordt uitgestoten.

Samenvattend, Het omzetten van thermische energie in stralende energie omvat opwindende elektronen binnen materie, die vervolgens fotonen van licht vrijgeven. Dit proces kan optreden door verschillende mechanismen, waaronder gloeiende, blackbody -straling, luminescentie en lasertechnologie.