Kas skiriasi nuo saulės šviesos: aprašymas ir skirtumai

Nėra sunku rasti namuose du objektus, kurie yra tokie radikaliai skirtingi, kaip ir mūsų šviestuvas, ir įprasta kaitinamoji lemputė per šimtą: net vidutinis dviejų skersmuo skiriasi dešimt kartų (~ 1, 392 · 10 ^ 9 m ir ~ 0, 05 m). Abu objektai yra šviesos šaltiniai, ir šiuo požiūriu juos verta palyginti.

Spektro ir spalvos temperatūra

Nuo vaikystės ir pirmųjų nepriklausomų fizinių eksperimentų (pvz., Įkišant nagą į dujinės viryklės liepsną ar pučiant anglį iš ugnies), mes jau žinome, kad jei materialus kūnas yra tinkamai šildomas, jis pradeda švyti - ir šviesesnis, tuo stipresnis mes esame pašildyti

Mokslininkai jau seniai domina tuo pačiu klausimu, tačiau griežtai kiekybiškai ir kokybiškai apibūdinant šį reiškinį jie pirmiausia turėjo įvesti abstrakčią koncepciją - visiškai juodą kūną (ACHT). Esmė ta, kad elektromagnetinė spinduliuotė iš šildomo kūno (ir šviesos yra tik elektromagnetinė spinduliuotė, pvz., Radijo bangos, rentgeno spinduliai ir kt.) Iš esmės priklauso nuo to, kokie bangos ilgiai (spektro segmentai) tokį kūną sugeria.

Šis principas yra paprastas: jei kai kurie diapazonai yra gerai įsisavinami, tai taip pat spinduliuojasi tose pačiose ribose - todėl toks abstraktus idealus sugeriantis ir spinduliuojantis kūnas vadinamas „juoda“. Tuo pačiu metu pastebime, kad ne idealieji kūnai vadinami „pilkais“ arba „spalvotais“, o per atitinkamus pataisymus vėl „susieti“ su juodosios kūno savybėmis.

Taigi, mes turime ABT, kad bet kurioje temperatūroje ji sugeria visą jai priklausančią spinduliuotę, neatsižvelgiant į bangos ilgį - kaip atrodo jo spektrą apibūdinantis įstatymas? XIX a. Pabaigoje fizikas I.Stefanas iš praktinio aspekto ėmėsi šio klausimo, o iš teorinio L. Boltzmano, atitinkamas vadovėlių knygų fizinis įstatymas dabar vadinamas Stefan-Boltzmann įstatymu.

Paaiškėjo, kad susidaręs pusiausvyrinės spinduliuotės tūrio tankis ir bendras ABT spinduliavimas yra proporcingas ketvirtojo absoliutaus temperatūros laipsniui (prisiminkite, kad absoliuti temperatūra matuojama Kelvine ir matuojama iš Absoliučio nulio temperatūros, kuri yra „šaltesnė“ nei 273 laipsniai Celsijaus ) - ir fizikos vadovėliuose „žinoma“ „žinoma“.

Ką tai susiję su pradiniu klausimu? Labai paprasta: paaiškėja, kad atitinkamą saulės kreivę puikiai apibūdina ACHT kreivė, kurios temperatūra yra ~ 6000 Kelvino! Tuo pačiu metu maksimalus spinduliuotės lygis yra ~ 450 nanometrų (ultravioletinių!) Regione - todėl dar kartą sakome, labai dėkojame už mūsų žemišką atmosferą už tai, kad sugerti šią spinduliuotę į saugų lygį, kuriuo mes visi galime gyventi planetos paviršiuje dienos šviesa, o ne sėdėti ant skylių ir nusileisti į paviršių tik naktį.

O kaip apie mūsų lemputę? Jo karšta spirale taip pat laikosi to paties įstatymo, tačiau gauta temperatūra yra maždaug pusė saulės temperatūros (volframo lydymosi temperatūra, iš kurios paprastai gaminamos kaitinamosios lempos, yra ~ 3422 laipsnių Celsijaus, tačiau darbo temperatūra neviršija ~ 2800 laipsnių Celsijaus) ir yra apie 3000 Kelvino. . Todėl kaitinamosios lempos spinduliuotės viršūnė „išjungia“ į infraraudonąją spinduliuotės sritį ir yra vieno mikrometro (1000 nanometrų) regione - tai reiškia, kad buitinė kaitrinė lempa yra „šildanti“ nei „apšvietimo“ įtaisas (efektyvumas ~ 6%) ir mažesnė galia blogiau efektyvumas).

Paminėkime dar vieną praktinį aspektą: naujos fluorescencinės ir šviesos diodų lempos paprastai turi spalvinę temperatūrą (t. Y. AChT temperatūra toje pačioje spalvos tonas) yra daug didesnė nei kaitrinė lempa, todėl tokios lempos šviesa yra „silpnesnė“ ir mažiau paplitusi nei raudona - geltonos spalvos tonai (net ir specialios ypatybės - „šalta“, „neutrali“ ir „šilta“ balta šviesa).

Galia

Lempos ir saulės spinduliavimo bendrosios galios palyginimas aiškiai rodo astronominių vertybių atskyrimą nuo namų ūkio: jei šviesos ir šilumos lemputė skleidžia 10 ^ 2 vatų, tada saulė ~ 4 * 10 ^ 26 vatai - beveik dvidešimt penki skirtumai! Dabar pabandykite suskaičiuoti savo laisvalaikį, kiek šimtą kaitinamųjų lempučių užėmė saulę ir kiek vietos saulės sistemoje jie užims ...

Rekomenduojama

Kas batai skiriasi nuo sportbačių
2019
Kokia priemonė yra geresnė už Klacid ar Azitromiciną ir kaip jie skiriasi?
2019
Kas yra geresnė Hondrolon ar Hondrogard?
2019