Περιεχόμενο
Όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν ακτινοβολούν κάποια ενέργεια. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία ενός αντικειμένου, αυξάνεται και η ποσότητα της ακτινοβολίας που εκπέμπει και μειώνεται το μέσο μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Ορισμένα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, μπορούν να διακρίνουν μήκη κύματος ακτινοβολίας στην κλίμακα 400 έως 700 νανομέτρων και να τα αντιληφθούν ως χρώματα. Αν κάνουμε μερικές υποθέσεις, γίνεται αρκετά απλό να υπολογίσουμε το χρώμα του φωτός που εκπέμπεται από ένα θερμό αντικείμενο με βάση τη θερμοκρασία του.
Υποθέστε ότι το εν λόγω αντικείμενο είναι ένα μαύρο σώμα, που σημαίνει ότι δεν απορροφά κατά προτίμηση ή εκπέμπει κάποιο συγκεκριμένο μήκος κύματος. Αυτή η υπόθεση θα κάνει τους υπολογισμούς σας πολύ απλούστερους.
Προσδιορίστε τη θερμοκρασία του αντικειμένου σε Kelvins. Εάν χρησιμοποιείτε αυτήν την ερώτηση ως πρόβλημα για μια τάξη φυσικής, αυτή η τιμή συνήθως εμφανίζεται στο πρόβλημα. Εάν πρέπει να μετατρέψετε από το Fahrenheit ή το Celsius σε Kelvins, χρησιμοποιήστε τους ακόλουθους τύπους:
Βαθμοί Κελσίου = (βαθμοί Φαρενάιτ - 32) x 5/9 Βαθμοί Kelvin = βαθμοί Κελσίου + 273,15
Συνδέστε την θερμοκρασία στην ακόλουθη εξίσωση:
2,9 χ 10 ^ 6 Kelvins ανά νανομέτρο / θερμοκρασία = μήκος κύματος
Αυτός ο υπολογισμός θα σας δώσει το μέγιστο μήκος κύματος σε νανόμετρα, ή δισεκατομμυριοστά ενός μέτρου. Τα μήκη κύματος του ορατού φωτός είναι τόσο μικρά που τα μετράμε συνήθως σε νανόμετρα. Σημειώστε ότι το αντικείμενο εκπέμπει επίσης ακτινοβολία σε άλλα μήκη κύματος, αλλά αυτό είναι το μήκος κύματος στο οποίο ακτινοβολεί με μέγιστη ένταση.
Κάντε κλικ στο σύνδεσμο της NASA στην ενότητα "Πόροι" αυτού του άρθρου για να αποκτήσετε πρόσβαση σε ένα γράφημα που εμφανίζει το μήκος κύματος που αντιστοιχεί σε κάθε χρώμα. Προσδιορίστε το χρώμα που αντιστοιχεί στο μέγιστο μήκος κύματος για το μαύρο σώμα σας.
Παράδειγμα: Εάν έχουμε ένα αντικείμενο μαύρου σώματος με θερμοκρασία 6000 βαθμών Kelvin, το μέγιστο μήκος κύματος θα είναι ίσο με 2,9 x 10 ^ 6 Kelvins ανά νανόμετρο / 6000 βαθμούς Kelvin = 483 νανόμετρα, το οποίο αντιστοιχεί στην κυανή-πράσινη περιοχή του φάσμα.