Теплове випромінювання
Яким чином Земля отримує енергію від Сонця? Теплопровідність і конвекція виключені: нас розділяє 150000000 кілометрів безповітряного простору.
Тут працює третій вид теплопередачі – теплове випромінювання. Випромінювання може поширюватися як в речовині, так і у вакуумі. Як же воно виникає?
Виявляється, електричне і магнітне поля тісно пов’язані один з одним і володіють однією чудовою властивістю. Якщо електричне поле змінюється з часом, то воно породжує магнітне поле, яке, взагалі кажучи, також змінюється зі временем13. У свою чергу змінне магнітне поле породжує змінне електричне поле, яке знову породжує змінне магнітне поле, яке знову породжує змінне електричне поле. В результаті розвитку цього процесу в просторі поширюється електромагнітна хвиля – “зачеплені” один за одного електричне і магнітне поля. Як і звук, електромагнітні хвилі володіють швидкістю поширення і частотою – в даному випадку це частота, з якою коливаються у хвилі величини і напряму полів. Видиме світло – окремий випадок електромагнітних хвиль.
Швидкість поширення електромагнітних хвиль у вакуумі величезна: 300000 км / с. Так, від Землі до Місяця світло йде трохи більше секунди.
Частотний діапазон електромагнітних хвиль дуже широкий. Докладніше про шкалою електромагнітних хвиль ми поговоримо у відповідному листку. Тут відзначимо лише, що видиме світло – це крихітний діапазон даної шкали. Нижче нього лежать частоти інфрачервоного випромінювання, вище – частоти ультрафіолетового випромінювання.
Згадаймо тепер, що атоми, будучи в цілому електрично нейтральними, містять позитивно заряджені протони і негативно заряджені електрони. Ці заряджені частинки, здійснюючи разом з атомами хаотичний рух, створюють змінні електричні поля і тим самим випромінюють електромагнітні хвилі. Ці хвилі і називаютя тепловим випромінюванням – в нагадування про те, що їх джерелом служить тепловий рух частинок речовини.
Джерелом теплового випромінювання є будь-яке тіло. При цьому випромінювання забирає частину його внутрішньої енергії. Зустрівшись з атомами іншого тіла, випромінювання розганяє їх своїм вагається електричним полем, і внутрішня енергія цього тіла збільшується. Саме так ми і гріємося в сонячних променях.
При звичайних температурах частоти теплового випромінювання лежать в інфрачервоному діапазоні, так що око його не сприймає (ми не бачимо, як ми “Світло”). При нагріванні тіла його атоми починають випромінювати хвилі більш високих частот. Залізний цвях можна розжарити до червоного – довести до такої температури, що його теплове випромінювання вийде в нижню (червону) частина видимого діапазону. А Сонце здається нам жовто-білим: температура на поверхні Сонця настільки висока (6000 ° С), що в спектрі його випромінювання присутні всі частоти видимого світла, та ще ультрафіолет, завдяки якому ми загоряємо.
(2 votes, average: 3.50 out of 5)Related posts:
- Випромінювання електромагнітних хвиль У цій главі вивчається випромінювання електромагнітних хвиль на прикладі задачі визначення електромагнітного поля, що виникає при нерівномірному русі електричного заряду. Завдання вирішується виходячи з уявлення про те, що електромагнітні поля, що виникають при русі заряду повинні мати хвильовий характер. Найбільш просто в цьому випадку можна знайти магнітне поле електромагнітної хвилі на відстані від рухомого заряду, […]...
- Фізика електромагнітних хвиль Найважливіший результат електродинаміки, що випливає з рівнянь Максвелла 50, полягає в тому, що електромагнітні взаємодії передаються з однієї точки простору в іншу не миттєво, а з кінцевою швидкістю. У вакуумі швидкість поширення електромагнітних взаємодій збігається зі швидкістю світла c = 3 – 108 м / с. Розглянемо, наприклад, два покояться заряду, що знаходяться на деякій […]...
- Електромагнітне поле: визначення Електромагнітне поле – це особлива форма матерії, за допомогою якої взаємодіють між собою електрично заряджені частинки. Існування електромагнітного поля пов’язано з взаємодією між собою електричного і магнітного полів. Тобто змінюється в часі електричне поле породжує магнітне і навпаки. З цього випливає, що електричне і магнітне полі не існують одне без одного. Характеристики та поведінку електромагнітного […]...
- Фізика електромагнітного поля Згадаймо, яким чином Максвелл пояснив явище електромагнітної індукції. Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Якщо у змінному магнітному полі знаходиться замкнутий провідник, то вихрове електричне поле приводить в рух заряджені частинки цього провідника – так виникає індукційний струм, спостерігається в експерименті. Лінії вихрового електричного поля охоплюють лінії магнітного поля. Якщо дивитися з кінця вектора […]...
- Як поширюються електромагнітні хвилі? Кожен раз, коли електричний струм змінює свою частоту або напрямок, він генерує електромагнітні хвилі – коливання електричного і магнітного силових полів в просторі. Один із прикладів – змінюється струм в антені радіопередавача, який створює кільця поширюються в просторі радіохвиль. Енергія електромагнітної хвилі залежить від її довжини – відстані між двома сусідніми “піками”. Чим менше довжина […]...
- Випромінювання – коротко З якої причини на нашій Землі тепло? На це питання досить просто відповісти – завдяки Сонцю. Однак, як цей процес пояснюється з точки зору фізики? Навколо нас існує постійне магнітне поле, яке викликане зміною електричного. В результаті цього Землю огортають електромагнітні хвилі. Будь-яка електромагнітна хвиля, незалежно від своєї частоти, має енергію. Однак деякі певні частоти […]...
- Щільність потоку електромагнітного випромінювання Як ми вже знаємо, хвиля характеризується перенесенням енергії. Отже, електромагнітні хвилі теж несуть з собою енергію. Розглянемо деяку поверхню площею S. Покладемо, що через неї електромагнітні хвилі переносять енергію. Щільність потоку електромагнітного випромінювання Лініями позначені напрями поширення електромагнітних хвиль. Лінії, перпендикулярні поверхні, у всіх точках яких коливання відбуваються в однакових фазах, називаються променями. А ці […]...
- Спектр електромагнітного випромінювання Спектр електромагнітного випромінювання охоплює широкий діапазон частот електромагнітних (ЕМ) хвиль. Ці взаємно перпендикулярні коливання електричного і магнітного полів несуть енергію і можуть поширюватися у вакуумі. Різні ділянки спектра відповідають різним частотам ЕМ хвиль. В порядку зростання частоти (і убування довжини хвилі) ми розрізняємо радіохвилі, мікрохвилі, інфрачервоне випромінювання, видиме світло, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівські промені і гамма-випромінювання. […]...
- Випромінювання диполя Випущення електромагнітних хвиль відбувається при прискореному русі електричних зарядів. Найпростішою моделлю джерела електромагнітних хвиль є електричний диполь, дипольний момент якого гармонічно змінюється з часом. Такий елементарний диполь називають диполем Герца. У радіотехніці диполь Герца еквівалентний невеликої антени, розмір якої багато менше довжини хвилі. Прикладом такого диполя може служити система, утворена нерухомим точковим зарядом і вагається […]...
- Електромагнітне випромінювання: коротко Електромагнітним випромінюванням називається розповсюджується в просторі обурення електричних і магнітних полів. Основними характеристиками електромагнітних хвиль є їх частота і довжина, які залежать від швидкості поширення хвиль, у свою чергу залежить від середовища. Електромагнітні хвилі – це поперечні хвилі, в яких вектори напруженостей електричного і магнітного полів коливаються перпендикулярно до напрямку поширення хвилі. Від хвиль на […]...
- Шкала електромагнітних хвиль – коротко Всі електромагнітні поля створюються прискорено рухомими зарядами. Нерухомий заряд створює тільки електростатичне поле. Електромагнітних хвиль в цьому випадку немає. У найпростішому випадку джерелом випромінювання є заряджена частинка, яка здійснює коливання. Так як електричні заряди можуть коливатися з будь-якими частотами, то частотний спектр електромагнітних хвиль необмежений. Цим електромагнітні хвилі відрізняються від звукових хвиль. Класифікація цих хвиль […]...
- Гамма-випромінювання Гамма-випромінювання – саме короткохвильове електромагнітне випромінювання з довжинами хвиль менше 0,1 нм. Воно пов’язане з ядерними процесами, явищами радіоактивного розпаду, що відбуваються з деякими речовинами, як на Землі, так і в космосі. Гамма-промені шкідливі для живих організмів. Земна атмосфера не пропускає космічне гамма-випромінювання. Це забезпечує існування всього живого на Землі. Реєструється гамма-випромінювання детекторами гамма-випромінювання, сцинтиляційними […]...
- Випромінювання – реферат Випромінювання, в найзагальнішому вигляді, можна уявити собі як виникнення і поширення хвиль, що приводить до обурення поля. Поширення енергії виражається у вигляді електромагнітного, іонізуючого, гравітаційного випромінювань і випромінювання по Хокингу. Електромагнітні хвилі – це обурення електромагнітного поля. Вони бувають радіохвильовими, інфрачервоними (теплове випромінювання), терагерцовий, ультрафіолетовими, рентгенівськими і видимими (оптичними). Електромагнітна хвиля має властивість поширюватися в […]...
- Плоскі електромагнітні хвилі Для електромагнітних полів, що залежать від часу з системи рівнянь Максвелла (1.1b) слід взаємозв’язок зміни їх електричних і магнітних полів. Найбільш просто в цьому переконатися, якщо розглядати залежне від часу електромагнітне поле в середовищі, в якому немає сторонніх зарядів, сторонніх струмів, щільність яких може бути обчислена за формулою, і відсутня провідність (). Таким умовам відповідає […]...
- Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...
- Гальмівне випромінювання Вільгельм Конрад Рентген (1845-1923), Нікола Тесла (1856-1943), Арнольд Йоганнес Вільгельм Зоммерфельд (1868-1951) Термін “гальмівне випромінювання”, або Bremsstrahlung (нім.), Відноситься до рентгенівського або іншому електромагнітному випромінюванню, що випускається, коли заряджена частинка (наприклад, електрон) раптово сповільнюється, реагуючи на сильне електричне поле атомного ядра. Розглянемо рентгенівські промені, що випускаються при бомбардуванні металевої пластинки електронами високих енергій. Б’ючи в […]...
- Характеристики теплового випромінювання Енергія, яку втрачає тіло внаслідок теплового випромінювання, характеризується наступними величинами. Потік випромінювання (Ф) – енергія, що випромінюється за одиницю часу з усієї поверхні тіла. Фактично, це потужність теплового випромінювання. Розмірність потоку випромінювання – [Дж / с = Вт]. Енергетична світність (Re) – енергія теплового випромінювання, що випускається за одиницю часу з одиничною поверхні нагрітого тіла. […]...
- Що таке світло – коротко Що таке світло? Світло – це електромагнітне випромінювання, довжини хвиль якого лежать в діапазоні від 380 до 760 нанометрів. Саме цей діапазон хвиль сприймається нашими очима як видиме світло. Так, хвиля певної довжини, відбиваючись від предмета, потрапляє на сітківку ока, і ми вирішуємо, що цей предмет, наприклад, жовтого кольору. Найкоротшою довжині хвилі відповідає фіолетовий світло, […]...
- Шкала електромагнітних випромінювань Багато хто вже знає про те, що довжина електромагнітних хвиль, буває зовсім різною. Значення довжини хвиль можуть бути від 103 метрів (у радіохвиль) до десяти сантиметрів у разі рентгенівського випромінювання. Світлові хвилі – це дуже маленька частина найширшого спектру електромагнітних випромінювань (хвиль). Саме при вивченні цього явища, були зроблені відкриття, що відкривають очі вчених на […]...
- Інтерференція електромагнітних хвиль У попередніх розділах ми розглянули основні властивості електромагнітних хвиль, припускаючи, що вони випромінюються одним джерелом – рухомим зарядом або струмом. У цій главі ми будемо вивчати електромагнітні хвилі, що випромінюються декількома джерелами. У силу принципу суперпозиції електромагнітне поле хвилі, що виходить від декількох джерел, буде являти собою суму полів електромагнітних хвиль від кожного з джерел. […]...
- Ультрафіолетове випромінювання До ультрафіолетовим променям відносять електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від декількох тисяч до декількох атомних діаметрів (390-10 нм). Це випромінювання було відкрито в 1802 р фізиком І. Ріттером. Ультрафіолетове випромінювання має більшу енергію, ніж видиме світло, тому сонячне випромінювання в ультрафіолетовому діапазоні стає небезпечним для людського організму. Ультрафіолетове випромінювання, як відомо, щедро посилає нам Сонце. […]...
- Неіонізуючі поля і випромінювання Поняття “неіонізуючі випромінювання” З курсу фізики добре відомо, що поширення енергії відбувається у вигляді дрібних частинок і хвиль, процес випускання і поширення якої називається випромінюванням. Розрізняють 2 основних види випромінювання по впливу на предмети і живі тканини: Іонізуюче випромінювання. Це потоки елементарних частинок, що утворюються в результаті поділу атомів – радіоактивне випромінювання, альфа, бета, гамма, […]...
- Особливості лазерного випромінювання Лазерне випромінювання за своїми властивостями значно відрізняється від випромінювання звичайних джерел світла. Відзначимо його характерні особливості. 1. Когерентність. Випромінювання є висококогерентним, що обумовлено властивостями вимушеного випромінювання. При цьому має місце не тільки тимчасова, але і просторова когерентність: різниця фаз у двох точках площини, перпендикулярної напрямку поширення, зберігається постійною (рис. 31.5, а). 2. коллімірованіе. Лазерне випромінювання […]...
- Ставлення бактерій до випромінювання Найважливішим природним джерелом випромінювання для Землі є сонячна радіація. Поверхні Землі досягають переважно хвилі довжиною від 300 нм і більше, оскільки більш короткі хвилі затримуються атмосферою. Світло в діапазоні від 300 до 1000 нм, який припадає в основному на видиме світло, робить помітний вплив на життя різних прокариотов, включаючи бактерії – збудників хвороб людини. Випромінювання […]...
- Закон випромінювання абсолютно чорного тіла “Квантова механіка чарівна”, – пише фахівець з квантової теорії Деніель Грінбергер. Квантова механіка, згідно з якою речовина має властивості як хвилі, так і частинки, народилася після новаторських робіт по випромінюванню нагрітих об’єктів. Уявіть спіраль електронагрівача, яка стає спочатку коричневою, а потім, нагріваючись, – червоною. Закон випромінювання абсолютно чорного тіла (АЧТ), запропонований німецьким фізиком Максом Планком […]...
- Електричне поле і його властивості Заряджені тіла взаємодіють один з одним. Це підтверджують численні досліди, а закон Кулона дозволяє визначити силу взаємодії нерухомих електричних зарядів. Однак причини подібної взаємодії, його механізм законом не розкриваються. Трохи більше ніж через півстоліття після відкриття закону Кулона, завдяки роботам Фарадея і Максвелла, було встановлено, що електричний заряд створює в навколишньому просторі електричне поле, яке […]...
- Принципи радіозв’язку та телебачення Радіозв’язком називають передачу і прийом інформації за допомогою радіохвиль, т. є. Електромагнітних хвиль з частотою приблизно від 105 до 109 Гц. Спочатку за допомогою мікрофона звукові коливання (частотою від 20 Гц до 20 кГц) перетворять на змінний електричний струм. Частота цього струму дорівнює частоті звукових коливань. У радіопередавачі за допомогою спеціальних приладів до високочастотних електричних […]...
- Вимушене випромінювання атомів Квантова теорія рівноважного випромінювання. У 1916 р Ейнштейн з позиції квантової теорії теоретично розглянув проблему рівноважного випромінювання (див. Розділ 1.1), коли при деякій температурі речовина знаходиться в термодинамічній рівновазі з випромінюванням, що заповнює об’єм деякої порожнини. Викладаючи основні положення теорії Ейнштейна, введемо в фізичну модель такого процесу ряд припущень, які не змінюючи спільності висновків, дозволять […]...
- Реліктове випромінювання Всесвіту Астрономічні спостереження показують, що, крім окремих джерел випромінювання у вигляді зірок і галактик, у Всесвіті є випромінювання, неподілюваний на окремі джерела – фонове випромінювання. Воно спостерігається у всіх діапазонах електромагнітного спектру. В основному фонове випромінювання є сума світіння різних джерел (галактик, квазарів, міжгалактичного газу), настільки далеких, що сучасні засоби астрономічних спостережень поки не можуть розділити […]...
- Як виміряти звукову хвилю? Довжина хвилі – це відстань між двома найближчими точками хвилі в одній фазі коливань. Довжину хвилі вимірюють від одного максимуму хвилі до іншого. Більшість з нас бачили хвилі на морі. Перш ніж досягти берега, хвилі покривають морську гладь брижами. Самі верхні точки хвиль називаються максимумами, самі нижні – мінімумами. Відстань між одним максимумом і іншим […]...
- Перемінне магнітне поле Обговоримо, нарешті, останню групу експериментів, пов’язаних з “перетворенням магнетизму в електрику”. У замкнутому провіднику, вміщеному в змінне магнітне поле, також виникає електричний струм. Це явище може бути зведене до розглянутим вище, якщо стати на точку зору теорії блізкодействія. Нагадаємо, в застосуванні до електромагнітних явищ ця теорія стверджує, що переносником взаємодій є реально існуюче електромагнітне поле, […]...
- Видиме світло Видиме світло і ультрафіолетові промені створюються коливаннями електронів в атомах і іонах. Область спектра видимого електромагнітного випромінювання дуже мала і має межі, які визначаються властивостями органу зору людини. Довжини хвиль видимого світла лежать в діапазоні від 380 нм до 760 нм. Всім кольорам веселки відповідають різні довжини хвиль, що лежать в цих вельми вузьких межах. […]...
- Випромінювання Черенкова Черенковське випромінювання виникає, коли заряджена частинка (наприклад, електрон) пролітає крізь прозору середу (наприклад, скло або воду) зі швидкістю, що перевищує швидкість світла в цьому середовищі. Один з найбільш звичайних прикладів такого випромінювання дають ядерні реактори, які часто занурені в басейн з охолоджувальною рідиною. Активна зона реактора оточена моторошнуватим синім світінням, викликаним черенковське випромінюванням народжених в […]...
- Шкала електромагнітних хвиль Електромагнітні хвилі класифікуються за довжиною хвилі або пов’язаною з нею частотою хвилі. Відзначимо також, що ці параметри характеризують не тільки хвильові, а й квантові властивості електромагнітного поля. Відповідно в першому випадку електромагнітна хвиля описується класичними законами, а в другому – квантовими законами. Розглянемо поняття спектра електромагнітних хвиль. Спектром електромагнітних хвиль називається смуга частот електромагнітних хвиль, […]...
- Дія електричного поля на електричні заряди Електричне поле – це особлива форма матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія електрично заряджених частинок. Введення поняття електричного поля знадобилося для пояснення взаємодії електричних зарядів, тобто для отримання відповіді на питання: чому виникають сили, що діють на заряди, що і як вони передаються від одного заряду до іншого? Поняття електричного і магнітного полів ввів великий […]...
- Закони теплового випромінювання Теплове випромінювання. У нагрітих тілах частина внутрішньої енергії речовини може перетворюватися в енергію випромінювання. Тому нагріті тіла є джерелами електромагнітного випромінювання в широкому діапазоні частот. Це випромінювання називають тепловим випромінюванням. Експерименти показують, що теплове випромінювання має безперервний спектр. Це означає, що нагріте тіло випускає деяку кількість енергії випромінювання в будь-якому діапазоні частот або довжин хвиль. […]...
- Складання коливань Досвід показує, що хвилі складаються один з одним в наступному сенсі. Принцип суперпозиції. Якщо дві хвилі накладаються один на одного в певній області простору, то вони породжують новий хвильовий процес. При цьому значення коливається величини в будь-якій точці даній області дорівнює сумі відповідних коливних величин в кожній з хвиль окремо. Наприклад, при накладенні двох механічних […]...
- Індуктивний опір До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати. ЕРС самоіндукції Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. […]...
- Фізика електричного поля Тим не менше, теорія близкодействия здобула гору. Фізичним об’єктом, передавальним взаємодія між зарядами навіть крізь порожнечу, виявилося електромагнітне поле. Вирішальними тут опинилися ідеї і праці двох великих учених XIX сторіччя – Фарадея і Максвелла. Експериментальним підтвердженням теорії близкодействия з’явилося відкриття електромагнітних хвиль. Нерухомі заряди не створюють магнітного поля; тому, поки ми вивчаємо електростатики, ми будемо […]...
- Реліктове випромінювання – що це таке? Реліктове випромінювання це космічний мікрохвильовий фон, невидимий без спеціального обладнання. Відповідно до теорії Великого Вибуху, реліктове випромінювання є затухаючим “відлунням” або “відблиском” цього самого вибуху, що стався 13770000000 років тому. Саме слово реліктовий в перекладі з латині означає “залишковий”. Реліктове випромінювання з’явилося приблизно через 400 000 років після великого вибуху в результаті рекомбінації субатомних частинок. […]...