Otwórz menu główne

Promieniowanie cieplne

Świecenie rozgrzanego pręta

Promieniowanie cieplne, promieniowanie termiczne, promieniowanie temperaturowepromieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez cząstki naładowane elektrycznie w wyniku ich ruchu termicznego w materii. Promieniowanie cieplne emitowane jest przez każdą materię o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego.

Według mechaniki klasycznej atomy lub cząsteczki ciała o temperaturze powyżej zera bezwzględnego mają energię kinetyczną, która zmieniana jest w wyniku wzajemnych oddziaływań atomów i cząsteczek, a zmiany energii wynikają z przyspieszenia lub dipolowej oscylacji ładunków. Ta zmiana ruchu ładunków wytwarza promieniowanie elektromagnetyczne. W wyniku wzajemnych oddziaływań cząsteczek i atomów ustala się zależny od temperatury rozkład ich prędkości, z którego wynika rozkład emitowanego promieniowania.

Promieniowanie cieplne danego ciała w określonej temperaturze, jak zauważył Pierre Prévost, jeden z pierwszych badaczy promieniowania cieplnego, nie zależy od obecności innych ciał. W przypadku ciał stałych zależy natomiast głównie od ich powierzchni, np. inna będzie emisja, gdy ciało będzie chropowate, a inna gdy jego powierzchnia zostanie wypolerowana.

Widmo promieniowania cieplnegoEdytuj

Rozkład energii wypromieniowywanych fal w funkcji długości fali (lub częstotliwości), czyli widmo promieniowania ma dla każdego ciała podobny kształt (wykres, prawo Plancka). Dla ciał stałych doskonale czarnych jest to widmo ciągłe, a położenie maksimum tego rozkładu w zależności od długości fali elektromagnetycznej zależy tylko od temperatury ciała. W miarę wzrostu temperatury maksimum przesuwa się w kierunku coraz mniejszej długości fal (prawo Wiena). Ciała o temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej (a także z dość szerokiego zakresu powyżej i poniżej tej temperatury) emitują najsilniej przede wszystkim w podczerwieni, dlatego promieniowanie podczerwone często w uproszczeniu jest nazywane promieniowaniem termicznym. Ciała o ekstremalnie niskich temperaturach większość energii wyświecają w zakresie mikrofal, zaś ciała o temperaturach powyżej 600°C zaczynają emitować również fale o wiele krótsze z większą intensywnością - światło - czyli fale elektromagnetyczne widzialne przez oko ludzkie. Emisja danego ciała fizycznego składa się z emisji własnej oraz odbitej. Wyeliminowanie emisji odbitej pozwala obserwować tylko emisje własną danego ciała.

PrzykładyEdytuj

Promieniowaniem cieplnym jest m.in. promieniowanie

Natomiast promieniowaniem termicznym nie jest m.in.

Zobacz teżEdytuj

BibliografiaEdytuj

  1. Richard Phillips Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands: Feynmana wykłady z fizyki. T. 1. Cz. 2. Warszawa: PWN, 1974.
  2. I. W. Sawieliew: Wykłady z fizyki 3. Wyd. 2. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1994. ISBN 83-01-11606-4.
  3. Encyklopedia fizyki. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1973., hasło "promieniowanie cieplne"