Erradiazio termiko

Wikipedia(e)tik
Hona jo: nabigazioa, Bilatu
Irudiak tenperaturaren arabera gorputz batek igortzen duen erradiazio-intentsitatea agertzen du, uhin luzeraren menpe. Argi ikusgaiak 380 eta 750 nm arteko uhin luzera du; hain zuzen ere intentsitate erpinaren inguruan dago.
Goritutako metal pieza bat. Giza begiak espektroaren zati ikusgaia baino ezin du ikusi, baina objetu beroek bestelako erradiazioa ere igortzen dute, infragorria adibidez, guk ikus ezin dezakeguna.

Erradiazioa termikoa, gorpu guztiak askatzen duen energiari deritzo. Energia honen garraiatzailea uhin elektromagnetikoak dira, uhin hauek partikula kargatuen bibrazioaren eraginez gertatzen dira. Erradiatzen duen gorpuan, beste gorpungandik hartzen duen energia eta askatzen duen energia berdintzen egiten bada, energia oreka bat dagoela esango da. Kasu honetan gorpuak beste gorpuengandik isolaturik egon beharko dira oreka perfektu bat egoteko eta tenperatura jakin bat izango du. Erradiazio termikoaren espektroa izaera jarraia du eta uhinaren luzera X-izpien eta irrati uhinen hartekoa izan daiteke. Banaketa hau, gorputz igorlearen araberakoa da.



Tenperatura baxuetan[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Tenperatura baxuetan (300 Â°C artean) erradiazio infragorri nagusi da eta uhinaren luzera 800 eta 4000nm artean dago, gizakiaren begiarentzan ikusezina.

Tenperatura altuetan[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Tenperatura altuetan (800 Â°C baino gehiago) espektroan uhin motzagoak aurki ditzakete(400 ÷ 800nm) espektro ultramoreari dagokienak. 800 Â°C-tara gorpua energia aski ematen du erradiazioa gorria ikusteko. 1000 Â°C-tara ostera, erradiazioa kolore zuria artzen du. Erradiazio termikoan argi izpietako lege berdinak erabiltzen dira, hau da, erreflexioaren legea.

Erradiaziaren indarra[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Planck-en legea esaten duenez, erradiazio termikoare indarra gorputz beltzeekiko frekuentzia-ren unitatekin neurtzen da:

u(\nu,T)=\frac{2 h\nu^3}{c^2}\cdot\frac1{e^{h\nu/k_BT}-1}

edo

u(\lambda,T)=\frac{\beta}{\lambda^5}\cdot\frac1{e^{hc/k_BT\lambda}-1}

\beta kostantea da.

Formula hau, kalkulatzen du energiaren banaketa espektrala matematikaren bidez.

proportzioaren konstantea \sigma, Stefan–Boltzmann konstanteadenean A radiazioaren azalera da.

Halaber, uhin luzera \lambda \,,denean, igorritako intentzitatea handiagoa da, eta Wienen Legea adierazten du:

\lambda_{max} = \frac{b}{T}

Gorputz beltzak ez diren azalerentzat, emizio faktorea kontzideratzen da \epsilon(\upsilon). Faktore honek multiplikatzen da radiazioaren espektroarekin. Konstantea lortzen bada, energiaren emisioaren erresultantea idatzi daiteke \epsilon faktorea izango bazuen bezala:

P = \epsilon \cdot \sigma \cdot A \cdot T^4

Teoria honek, gorputz beltz batek baine frekuentzia gutxiagokin, "gorputz grisa" deritzo.

Konstanteak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Hauek dira ekuazioetan erabilitako konstanteak:

h \, Planck-en konstantea 6.626 0693(11)×10−34 J·s = 4.135 667 43(35)×10−15 eV·s
b \, Wien-en mugimenduaren konstantea 2.897 7685(51)×10−3 m·K
k_B \, Boltzmann konstantea 1.380 6505(24)×10−23 J·K−1 = 8.617 343(15)×10−5 eV·K−1
\sigma \, Stefan–Boltzmann konstantea 5.670 400(40)×10−8 W·m−2·K−4
c \, argiaren abiadura 299,792,458 m·s−1

Bariableak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Hauek dira bariableen baloreak:

T \, tenperatura absolutoa Tenperatura altuetan kelvin (e.g. Lurraren tenperatura = 288 K)
A \, Azalera Acuboid = 2ab + 2bc + 2ac;
Acylinder = 2π·r(h + r);
Asphere = 4π·r2

Ikus, gainera[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Kanpoko loturak[aldatu | aldatu iturburu kodea]