знание

Home/знание/Детайли

Как микровълновата фурна затопля храната, въпреки че не излъчва топлинно излъчване?

Топлинното излъчване се произвежда от микровълнова фурна за затопляне на храна. Топлинното лъчение включва микровълново лъчение. По някаква причина преподавателите и учебниците погрешно вярват, че топлинното излъчване и инфрачервеното лъчение са едно и също нещо. Електромагнитният спектър включва радиовълни, микровълни, инфрачервени вълни, видима светлина, ултравиолетова светлина, рентгенови лъчи и гама лъчи, всички от които носят енергия. Всички честоти на излъчване могат да представляват топлинно излъчване, тъй като всички те причиняват нагряване на предмет, който срещат. Терминът "топлинна радиация" се използва от физиците, за да опише радиация, която може да нагрее предмет, когато влезе в контакт с него. Или се отнасят до широк диапазон от честоти със специфична форма, която се променя в зависимост от температурата на излъчвателя.

 

2000 К топлинен спектър
Тази графика показва честотния спектър на топлинното излъчване, което излъчва обект на черно тяло с температура 2000 K. Въпреки че инфрачервеният диапазон от честоти представлява по-голямата част от топлинното лъчение, част от топлинното лъчение също се проявява като микровълни, видима светлина и ултравиолетово лъчение. За да направите кривата по-лесна за тълкуване, обърнете внимание, че и оста на честотата, и оста на мощността са представени в логаритмични скали. Изображение в публичното пространство, от Кристофър С. Беърд.

info-602-287

Пикът в спектъра на излъчваното лъчение на светещо вещество се повишава до по-високи честоти, колкото по-горещо е тялото. Така астрономите могат да изчислят температурата на звездата, като наблюдават относителната яркост на различните честоти в нейната светлина. В този контекст терминът "термичен" се отнася до връзката между температурата на източника на радиация и неговата спектрална форма. „Нетермично излъчване“ от друга страна се отнася до светлина, която не е свързана с температурата на източника. Например, за разлика от нагрята нишка, лазерите използват различен процес за генериране на светлина. В резултат на това лазерната светлина не е топлинно излъчване и не зависи от температурата на лазера. Лазерната светлина обаче продължава да носи енергия и има силата да нагрява близките неща. Ако, както правят много учители в предучилищна възраст, дефинирате "топлинно излъчване" като излъчване, което предава енергия и нагрява обекти, тогава цялото излъчване, независимо от честотата или спектралната структура, попада под това определение. Чрез електромагнитно излъчване микровълновата фурна загрява супата по точно същия начин, както лагерният огън загрява туристите. Може би тъй като живите човешки тела са при температура, при която тяхното топлинно излъчване достига пикове в инфрачервения диапазон, има погрешно схващане, че само инфрачервеното лъчение е топлинно. Войник носи инфрачервени очила, за да забелязва човешки същества през нощта. Топлинното излъчване от слънцето обаче достига пикове в честотния диапазон на видимата светлина и е също толкова горещо. В действителност атмосферата абсорбира по-голямата част от инфрачервения спектър на слънчевата светлина, предотвратявайки достигането й до хората на повърхността. Въпреки че има много малко инфрачервено лъчение, слънчевата светлина няма много проблеми да ни нагрее и нейната спектрална структура е свързана със слънчевата топлина.