Όταν ένα ζεστό αντικείμενο θερμαίνεται γιατί αλλάζει η θερμική ακτινοβολία;
1. Ένταση: Καθώς το αντικείμενο γίνεται πιο ζεστό, η ένταση της ακτινοβολίας αυξάνεται. Αυτό σημαίνει ότι εκπέμπεται περισσότερη ενέργεια ανά μονάδα ανά μονάδα χρόνου. Σκεφτείτε το σαν ένας λαμπτήρας να γίνεται πιο φωτεινή όταν αυξάνετε την ισχύ.
2. Μήκος κύματος: Το μέγιστο μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος . Αυτό σημαίνει ότι το αντικείμενο θα εκπέμπει περισσότερη ενέργεια στο ορατό φάσμα (και ενδεχομένως ακόμη και υπεριώδη) καθώς γίνεται πιο ζεστό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα κομμάτι μετάλλου λάμπει κόκκινο καυτό όταν θερμαίνεται, έπειτα πορτοκαλί, έπειτα κίτρινο, και τελικά λευκό ζεστό, καθώς γίνεται ακόμα πιο ζεστό.
3. Φασματική κατανομή: Η κατανομή της ενέργειας Σε όλο το φάσμα των μήκους κύματος αλλάζει επίσης. Καθώς το αντικείμενο θερμαίνεται, η κορυφή της εκπομπής μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος και η συνολική κατανομή γίνεται ευρύτερη και πιο έντονη.
Η φυσική πίσω από αυτές τις αλλαγές:
* Νόμος του Planck: Αυτός ο νόμος περιγράφει τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας ενός αντικειμένου και της έντασης της ακτινοβολίας που εκπέμπει σε κάθε μήκος κύματος. Δείχνει ότι τα θερμότερα αντικείμενα εκπέμπουν περισσότερη ενέργεια σε όλα τα μήκη κύματος και ότι η κορυφή της εκπομπής μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος.
* Νόμος περί μετατόπισης του Wien: Αυτός ο νόμος περιγράφει συγκεκριμένα τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας ενός αντικειμένου και του μέγιστου μήκους κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας του. Δηλώνει ότι το μέγιστο μήκος κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογο της θερμοκρασίας.
Συνοπτικά:
Όταν ένα ζεστό αντικείμενο θερμαίνεται, εκπέμπει πιο έντονη θερμική ακτινοβολία, με το μέγιστο μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας να μετατοπίζεται προς μικρότερα μήκη κύματος. Αυτή η αλλαγή στο φάσμα της ακτινοβολίας διέπεται από θεμελιώδεις νόμους της φυσικής, όπως ο νόμος του Planck και ο νόμος περί μετατόπισης του Wien.
