Топлинско зрачење звучи као један ганутљив термин који ћете видети на тесту физике. Заправо, то је процес који сви доживе када неки предмет одаје топлоту. Такође се назива „пренос топлоте“ у инжењерству и „зрачење црног тела“ у физици.
Све у универзуму зрачи топлином. Неке ствари зраче много ВИШЕ топлоте од других. Ако је неки предмет или процес изнад апсолутне нуле, он одаје топлоту. С обзиром да сам простор може бити само 2 или 3 степена Келвина (што је прилично проклето хладно!), Називајући га „топлотним зрачењем“ чини се чудним, али то је стварни физички процес.
Мерење топлоте
Термално зрачење се може мерити помоћу врло осетљивих инструмената - у основи високотехнолошких термометра. Специфична таласна дужина зрачења у потпуности ће зависити од тачне температуре објекта. У већини случајева, емитовано зрачење није нешто што можете видети (оно што називамо „оптичка светлост“). На пример, веома врућ и енергичан објекат може јако зрачити у рендгену или ултраљубичастом зраку, али можда не изгледа тако јарко у видљивој (оптичкој) светлости. Изузетно енергетски објект може да емитује гама зраке, које дефинитивно не можемо видети, праћене видљивом или рендгенском светлошћу.
Најчешћи пример преноса топлоте у пољу астрономије шта раде звезде, посебно наше Сунце. Они блистају и одају огромну количину топлоте. Површинска температура наше централне звезде (отприлике 6000 степени Целзијуса) одговорна је за производњу беле „видљиве“ светлости која допире до Земље. (Сунце изгледа жуто због атмосферских ефеката.) И други предмети такође емитују светлост и зрачење, укључујући и соларно системски објекти (углавном инфрацрвени), галаксије, области око црних рупа и маглице (међузвездни облаци гаса и прашина).
Остали уобичајени примери топлотног зрачења у нашем свакодневном животу укључују намотаје на врху пећи када се греју, греју површину пегле, мотор аутомобила, па чак и инфрацрвену емисију из човека тело.
Како то ради
Како се материја загрева, кинетичка енергија се даје наелектрисаним честицама које чине структуру те материје. Просечна кинетичка енергија честица позната је као топлотна енергија система. Та пренесена топлотна енергија узроковаће да честице осцилирају и убрзавају, што ствара електромагнетну енергију зрачење (што се понекад назива и светлост).
У неким пољима се израз „пренос топлоте“ користи када се описује производња електромагнетне енергије (тј. Зрачења / светлости) процесом загревања. Али ово је једноставно гледање на концепт топлотног зрачења из нешто другачије перспективе и појмови су заиста заменљиви.
Системи топлотног зрачења и црних тела
Предмети од црног тела су они који савршено показују специфична својства упија сваку таласну дужину електромагнетног зрачења (што значи да не би одбијали светлост било које таласне дужине, одатле и термин црно тело) и они ће такође савршено емитовати светлост када се загреју.
Специфична вршна таласна дужина светлости која се емитује одређена је из Виеновог закона који каже да је таласна дужина светлости која је емитована обрнуто пропорционална температури објекта.
У специфичним случајевима црних тела, топлотно зрачење је једини „извор“ светлости из објекта.
Предмети попут наше Сунце, иако нису савршени емитери црних тела, показују такве карактеристике. Врућа плазма у близини површине Сунца ствара топлотно зрачење које на крају чини Земљу топлином и светлошћу.
У астрономији, зрачење црним телом помаже астрономима да разумеју унутрашње процесе објекта, као и његову интеракцију са локалним окружењем. Један од најзанимљивијих примера је онај који изазива космичка микроталасна позадина. Ово је остатак енергије потрошене током Великог праска, који се догодио пре око 13,7 милијарди година. То означава тачку када се млади свемир довољно охладио да би се протони и електрони у раној „примордијалној супи“ могли комбиновати да би формирали неутралне атоме водоника. То зрачење из тог раног материјала нам је видљиво као „сјај“ у микроталасној области спектра.
Уредио и проширио Царолин Цоллинс Петерсен