Hvad er anderledes end solens lys: en beskrivelse og forskelle

Det er svært at finde i hjemmet to genstande, der er så radikalt forskellige i skalaen end vores luminary og en almindelig glødelampe pr. Hundrede: selv den gennemsnitlige diameter af de to adskiller sig med ti størrelsesordener (henholdsvis henholdsvis 1.392 · 10 ^ 9 meter og ~ 0, 05 meter) Begge objekter er kilder til lys, og i dette aspekt er det fornuftigt at sammenligne dem.

Spektrum og farvetemperatur

Siden barndommen og de første uafhængige fysiske eksperimenter (som at sætte en søm i en gaskomfurs flamme eller blæse kul fra en ild), ved vi allerede, at hvis en materiel krop opvarmes ordentligt, begynder den at gløde - og jo lysere, jo stærkere er vi varme op

Forskere har længe været interesserede i det samme spørgsmål, men for en strengt kvantitativ og kvalitativ beskrivelse af fænomenet måtte de først introducere et abstrakt begreb - en helt sort krop (ACHT). Punktet er, at elektromagnetisk stråling fra en opvarmet krop (og lys er bare elektromagnetisk stråling, som radiobølger, røntgenbilleder osv.) Afhænger i grunden af ​​hvilke bølgelængder (spektrumsegmenter) en sådan krop absorberer.

Princippet er simpelt: hvis noget absorberes meget i nogle områder, så stråler det også godt ud i samme rækkevidde - derfor kaldes en sådan abstrakt ideel absorberende og udstrålende krop "sort". Samtidig bemærkes, at ikke-ideelle organer kaldes "grå" eller "farvet" - og ved passende korrektioner igen "bundet" til blackbodyets egenskaber.

Så vi har ABT, at det ved enhver temperatur absorberer al den stråling der falder på den, uanset bølgelængden - hvad ligner loven der beskriver dets spektrum? I slutningen af ​​1800-tallet tog fysikeren I.Stefan op på dette spørgsmål fra den praktiske side, og fra den teoretiske L. Boltzman er den tilsvarende fysiske lov i lærebøger nu kaldet Stefan-Boltzmann-loven.

Det viste sig, at den resulterende volumetæthed af ligevægtsstrålingen og den totale emissivitet af ABT er proportional med den fjerde grad af dens absolutte temperatur (husk at den absolutte temperatur måles i Kelvin og måles fra temperaturens absolutte nul, som er "koldere" end 273 grader Celsius ) - og i fysikbøgerne blev den velkendte "hunchback-kurve" foreskrevet.

Hvad har dette at gøre med det oprindelige spørgsmål? Meget enkel: Det viser sig, at den tilsvarende kurve for Solen er perfekt beskrevet af kurven for ACHT med en temperatur på ~ 6000 Kelvin! Samtidig ligger toppen af ​​strålingsgrænsen i området 450 nanometer (ultraviolet!) - derfor siger vi igen meget til vores jordiske atmosfære for at absorbere denne stråling på et sikkert niveau, hvor vi alle kan leve på overfladen af ​​planeten dagslys, og ikke sidde i hullerne og krybe ud til overfladen kun om natten.

Og hvad med vores pære? Dets varme spiral overholder også den samme lov, men den resulterende temperatur er omkring halvdelen af ​​soltemperaturen (smeltepunktet af wolfram, hvorfra glødelamperne normalt fremstilles, er ~ 3422 grader Celsius - men arbejdstemperaturen overstiger ikke ~ 2800 grader Celsius) og er ca. 3000 Kelvin . Derfor strækker strålen af ​​glødelampen sig ud i det infrarøde strålingsområde og ligger i et område på en mikrometer (1000 nanometer) - det vil sige en husstands glødelampe er mere "opvarmning" end en "belysningsenhed" (effektivitet ~ 6%) og den mindre effekt jo værre effektiviteten).

Lad os nævne et mere praktisk aspekt: ​​Ny fluorescerende og LED-lamper har normalt en farvetemperatur (dvs. en AChT-temperatur med samme farvetone) meget højere end en glødelampe - og derfor er lyset fra en sådan lampe "blåere" og mindre almindelig end rød - gule toner (lige specielle egenskaber introduceres - "koldt", "neutralt" og "varmt" hvidt lys).

magt

Sammenligning af lyspærens samlede strålekraft og Solen viser tydeligt den monstrøse adskillelse af astronomiske værdier fra husstanden: Hvis en lyspære i form af synligt lys og varme udsender 10 ^ 2 watt, så er solen ~ 4 * 10 ^ 26 watt - næsten 25 ordrer af forskel! Prøv nu at tælle på fritiden hvor mange hundrede af glødelampe det tog for at erstatte solen og hvor meget plads i solsystemet de ville besætte ...

Anbefalet

Hvordan adskiller sig menneskelig tale fra dyresprog?
2019
"Berlition" eller "Octolipen": vi sammenligner og vælger som er bedre
2019
Tør og våd hoste: årsager og hvordan de adskiller sig
2019