Í innrauða hitamælum, hvert er hlutverk svarta líkamans?

Jan 16, 2025

Skildu eftir skilaboð

Í innrauða hitamælum, hvert er hlutverk svarta líkamans?

 

(1) Hlutur sem frásogar algjörlega bylgjulengd ytri geislunar án nokkurrar endurspeglunar við neinar aðstæður.


(2) Hlutur með frásogshlutfall 1


(3) Hlutur sem gleypir alla komandi geislun á hvaða bylgjulengd sem er við hvaða hitastig sem er. Sérhver hlutur hefur getu til að geisla, taka upp og gefa frá sér rafsegulbylgjur. Rafsegulbylgjurnar sem geislaðar eru út eru með mismunandi litrófsdreifingu í mismunandi hljómsveitum. Þessi litrófsdreifing tengist einkennum hlutarins sjálfs og hitastigi hans og er því kallað hitauppstreymi. Til að kanna lög um hitauppstreymi sem eru ekki háð sérstökum eiginleikum efnisins hafa eðlisfræðingar skilgreint kjörinn hlut - svartan líkama - sem venjulegan hlut fyrir hitauppstreymi. Hinn svokallaði svartur líkami vísar til frásogs allra rafsegulbylgjna sem atvik eru, án þess að spegla eða smita (auðvitað, geislun svartbodda geislar enn út á við).


Geislalög Kirchhoff koma fram að hlutfall orku sem geislað er af hlut í hitauppstreymi og frásogshraði hans er óháð eðlisfræðilegum eiginleikum hlutarins sjálfs og fer aðeins eftir bylgjulengd og hitastigi. Samkvæmt geislalög Kirchhoff, við ákveðinn hitastig, verður svartur líkami að vera hlutur með mesta geislunargetu, sem kallast fullkominn ofn. Rafsegulbylgjurnar sem gefnar eru út af mismunandi efnum í innrauða hitamyndun skerast aldrei og þessi svarti líkami er bara viðmiðunarpunktur, sem jafngildir núllpunkti. En í hinum raunverulega heimi er enginn slíkur kjörinn svartur, svo hvað er hægt að nota til að sýna þennan mun? Fyrir hvaða bylgjulengd sem er er emissivity skilgreint sem hlutfall geislunarorku raunverulegs hlutar innan lítillar bylgjulengdarbils þess bylgjulengdar og geislunarorku svartbotns við sama hitastig. Augljóslega er emissivity jákvæð tala milli 0 og 1, og fer yfirleitt eftir efniseiginleikum, umhverfisþáttum og athugunaraðstæðum. Ef losun er óháð bylgjulengd, þá er hægt að kalla hlut sem er gráir líkami, annars er hann kallaður sértækur ofn.

 

2 Infrared thermometer

Hringdu í okkur