Fizyka atomowa i kwanty promieniowania elektromagnetycznego · Promieniowanie termiczne

Promieniowanie termiczne — teoria

Emisja promieniowania cieplnego

Każde ciało o temperaturze powyżej zera bezwzględnego emituje promieniowanie elektromagnetyczne. Widmo zależy od temperatury i powierzchni; w temperaturze pokojowej większość energii przypada na podczerwień.

Widmo i moc promieniowania

Ciało doskonale czarne to model, który pochłania całe padające promieniowanie. Rzeczywiste ciało emituje mniej; opisuje je emisyjność ε\varepsilon z zakresu od 0 do 1.

Widmo i moc promieniowania

Prawo Wiena mówi, gdzie wypada maksimum widma: λmax⁡T=b,b≈2,90⋅10−3 m K.\lambda_{\max}T=b,\quad b\approx2{,}90\cdot10^{-3}\ \mathrm{m\,K}. Moc promieniowania wynosi P=εσAT4P=\varepsilon\sigma A T^4. λmax⁡\lambda_{\max} to długość fali maksimum, TT — temperatura w kelwinach, AA — powierzchnia, a σ\sigma — stała Stefana–Boltzmanna. Wymiana z otoczeniem zależy od różnicy T4−Tot4T^4-T_{\mathrm{ot}}^4.

Co mówią prawa promieniowania?

Gdy temperatura rośnie, maksimum widma przesuwa się ku krótszym falom, a moc całkowita rośnie jak T4T^4. To nie znaczy, że całe promieniowanie staje się widzialne. Przy porównaniu z otoczeniem uwzględnij także jego temperaturę TotT_{\mathrm{ot}}.