Promieniowanie Cieplne

Prezentacja na temat: "Promieniowanie Cieplne"— Zapis prezentacji:

1 Promieniowanie Cieplne

2 Promieniowanie cieplne (termiczne)
Jest to promieniowanie, które emituje ciało mające temperaturę większą od zera bezwzględnego gdy znajduje się w stanie równowagi termodynamicznej z promieniowaniem. Promieniowanie to jest falą elektromagnetyczną o określonym widmie częstotliwości. Przykładem promieniowania cieplnego jest podczerwień emitowana przez wszystkie ciała w naszym otoczeniu. Promieniowanie większości ciał jest do siebie zbliżone, to znaczy – podobny jest kształt widma (rozkład energetyczny wypromieniowywanych fal). Fizycy wprowadzili pojęcie ciała doskonale czarnego, którego emisja w danej temperaturze jest maksymalna. Energia wypromieniowana przez ciała, które nie są doskonale czarne jest mniejsza.

3 Promieniowanie cieplne danego ciała w określonej temperaturze, jak zauważył Pierre Prévost, nie zależy od obecności innych ciał. W przypadku ciał stałych zależy natomiast głównie od ich powierzchni, np. inna będzie emisja, gdy ciało będzie chropowate, a inna gdy jego powierzchnia zostanie wypolerowana. To jest także promieniowanie, które wytwarza ciało mające temperaturę większą od zera bezwzględnego. Promieniowanie to jest falą elektromagnetyczną o określonym widmie częstotliwości. Promieniowanie większości ciał, z wyjątkiem rozrzedzonych gazów i barwników, jest do siebie zbliżone posiadając wiele wspólnych cech. Fizycy wprowadzili pojęcie ciało doskonale czarne którego emisja w danej temperaturze jest największa ze wszystkich ciał. Promieniowanie tła też charakteryzuje się widmem bliskim do tego uzyskanego dla promieniowania cieplnego. Fotografia przedstawia świecenie rozgrzanego pręta.

4 W zależności od temperatury ciała w promieniowaniu cieplnym dominować może promieniowanie o różnej długości fal (od kwantów gamma w przypadku wczesnego wszechświata do mikrofal w przypadku ciał o temperaturze kilku K, najczęściej jest to jednak promieniowanie podczerwone lub światło). Podstawowe własności emisji i absorpcji promieniowania cieplnego przez ciała opisują prawa promieniowania Kirchhoffa. Zależność całkowitego natężenia promieniowania cieplnego od temperatury ciała opisuje prawo Stefana-Boltzmanna. Rozkład długości fal promieniowania cieplnego (dla ciała doskonale czarnego w danej temperaturze) opisuje prawo promieniowania Plancka. Długość fali odpowiadająca maksimum natężenia promieniowania cieplnego opisuje prawo Wiena.

5 Schemat efektu cieplarnianego

6 Promieniowanie - zwane inaczej promieniowaniem cieplnym lub krótko podczerwienią ma długości fali od 7x10-7 m do 2x10-3m. Emitowane jest przez rozgrzane ciała w wyniku wzbudzeń cieplnych elektronów wewnątrz substancji. Im niższa temperatura im mniejsze natężenie i dłuższe fale. Ciała w temperaturze pokojowej wysyłają długość 19mm. Ciała o temperaturze do około 400C wysyłają praktycznie tylko podczerwień. Promieniowanie podczerwone jest silnie pochłaniane przez niektóre składniki atmosfery np. parę wodną i dwutlenek węgla. Długości od 14 mm do 1500 mm atmosfera w ogóle nie przepuszcza i dzięki temu stanowi swojego rodzaju płaszcz ochronny Ziemi, zabezpieczający planetę przed zbytnim ochłodzeniem.

7 Wykorzystuje się je w badaniach strukturalnych (spektroskopia widma cząsteczek organicznych), w lecznictwie (diatermia), biologii (badania mikroskopowe w podczerwieni) także do obserwacji w ciemności (noktowizor, czujniki alarmowe). Duże znaczenie naukowe i praktyczne ma fotografika w bliskiej podczerwieni: diagnostyka stanów patologicznych układu krążenia w medycynie, wykrywanie fałszerstw dokumentów w kryminalistyce, ekspertyza dzieł sztuki. Znacznie słabsze rozpraszanie promieniowania podczerwonego w porównaniu ze światłem widzialnym ułatwia dokładne fotografowanie obiektów przez mgłę i dym. Zdjęcia satelitarne również są na ogół wykonywane w podczerwieni.

8 Wykonał : Grzegorz Maciejuk
Koniec Wykonał : Grzegorz Maciejuk