Πώς η ακτινοβολία θερμαίνει μια ουσία;
1. Εκπομπή:
- Ένα καυτό αντικείμενο (όπως ο ήλιος, ένα μαγειρικό σκεύος ή ακόμα και το σώμα σας) εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτή η ακτινοβολία αποτελείται από μια σειρά από μήκη κύματος, με θερμότερα αντικείμενα που εκπέμπουν περισσότερη ενέργεια σε μικρότερα μήκη κύματος (όπως υπέρυθρο ή ορατό φως).
2. Απορρόφηση:
- Όταν η ακτινοβολία χτυπά ένα πιο δροσερό αντικείμενο (όπως το δέρμα σας, μια κατσαρόλα νερού ή μια μεταλλική πλάκα), κάποια από αυτή την ενέργεια απορροφάται από τα μόρια μέσα στην ουσία.
3. Μεταφορά ενέργειας:
- Αυτή η απορροφημένη ενέργεια αναγκάζει τα μόρια να δονείται και να κινείται γρηγορότερα. Αυτή η αυξημένη μοριακή κίνηση είναι αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως θερμότητα.
Βασικά σημεία:
* Δεν απαιτείται μέσο: Η ακτινοβολία μπορεί να ταξιδέψει μέσα από κενό (όπως το χώρο) ή μέσω της ύλης. Αυτό είναι διαφορετικό από την αγωγιμότητα (μεταφορά θερμότητας μέσω άμεσης επαφής) ή μεταφορά (μεταφορά θερμότητας μέσω κίνησης υγρών).
* Μήκος κύματος: Η ποσότητα απορρόφησης ενέργειας εξαρτάται από το μήκος κύματος της ακτινοβολίας και των ιδιοτήτων του υλικού. Τα διαφορετικά υλικά απορροφούν διαφορετικά μήκη κύματος πιο αποτελεσματικά. Για παράδειγμα, οι σκοτεινές επιφάνειες απορροφούν πιο ορατό φως από τις φωτεινές επιφάνειες.
* ακτινοβολία μαύρου σώματος: Ένα ιδανικό μαύρο σώμα απορροφά όλη την ακτινοβολία που τον χτυπά και εκπέμπει ακτινοβολία σε όλα τα μήκη κύματος, με την ένταση ανάλογα με τη θερμοκρασία του. Τα πραγματικά αντικείμενα συμπεριφέρονται κάπως με τα blackbodies, αλλά οι ιδιότητες εκπομπής και απορρόφησης τους είναι πιο πολύπλοκες.
Παραδείγματα:
* Ήλιος που ζεσταίνει τη γη: Ο ήλιος εκπέμπει ακτινοβολία που ταξιδεύει μέσα από το διάστημα και φτάνει στη Γη. Αυτή η ακτινοβολία απορροφάται από την επιφάνεια της γης, αυξάνοντας τη θερμοκρασία της.
* Φούρνος μικροκυμάτων: Οι φούρνοι μικροκυμάτων παράγουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην περιοχή μικροκυμάτων. Αυτή η ακτινοβολία απορροφάται από μόρια νερού στα τρόφιμα, προκαλώντας τους να δονείται και να ζεσταίνεται.
* Υπερυρύκνιοι θερμαντήρες: Οι επικεφαλής θερμαντήρες εκπέμπουν ακτινοβολία στην υπέρυθρη περιοχή, η οποία απορροφάται αποτελεσματικά από αντικείμενα στο δωμάτιο, θερμαίνοντας τα επάνω.
Εν ολίγοις, η ακτινοβολία θερμαίνει μια ουσία μεταφέροντας ενέργεια μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που απορροφώνται από τα μόρια της ουσίας, προκαλώντας τα ταχύτερα και αυξάνουν τη θερμοκρασία του αντικειμένου.
