Тепловое излучение - форма электромагнитного излучения
С чисто физической точки зрения тепловое излучение - это электромагнитные волны. Мы знаем это естественное явление в повседневной жизни из самых разных областей: электромагнитные волны имеют разные длины волн и, следовательно, разные частоты, которые отвечают за их особые свойства. В диапазоне очень высоких частот и низкой длины волны мы имеем дело с ионизирующим излучением, также известным как радиоактивность.
Если электромагнитные волны передаются из инфракрасного диапазона, это называется тепловым излучением
На другом конце спектра находятся радиоволны. Они имеют длинные волны и очень низкие частоты. Наш видимый свет также является одной из электромагнитных волн, он имеет длину волны приблизительно 400 нм - 700 нм. Сразу же после этого идет инфракрасное излучение с длинами волн приблизительно 700 нм - 1 мм. В отличие от видимого света, мы не можем видеть инфракрасное излучение, мы можем только чувствовать его - в форме тепла. Если электромагнитные волны передаются из инфракрасного диапазона, это называется тепловым излучением.
Источники теплового излучения
С физической точки зрения тепло - это форма энергии, которая основана на неупорядоченных движениях частиц (атомов и молекул). Проще говоря, движущиеся заряды этих частиц генерируют электромагнитные волны, длина волны которых зависит от уровня энергии частиц. Большинство тел испускают спектр излучения с разными длинами волн. Например, на солнце максимум излучаемых длин волн находится в диапазоне видимого света. Но коротковолновое ультрафиолетовое излучение и длинноволновое инфракрасное излучение также испускаются. В основном, инфракрасное излучение испускается всеми телами при достаточно высокой температуре. К ним относятся печи, радиаторы, лампочки и, в меньшей степени, даже человеческое тело.
Тепловое излучение и температура
В основном применяется следующее: Интенсивность теплового излучения увеличивается с ростом температуры тела. Эта связь выражается в физике законом Стефана-Больцмана. Для идеализированного тела, которое может поглощать все длины волн и, следовательно, также излучать их снова (так называемое «черное тело»), согласно этому закону мощность излучения пропорциональна четвертой степени температуры. На практике это означает, что мощность излучения увеличивается в 16 раз, когда температура удваивается.
Лучистое тепло в повседневной жизни: уютное тепло без сквозняков
В наших жилых комнатах тепловое излучение является одним из трех механизмов передачи тепла. Два других механизма называются теплопроводностью и конвекцией. Например, теплопроводность происходит, когда мы держим металлическую ложку с наконечником над свечой. Затем энергия постепенно перемещается через материал, и ручка также нагревается. Если текучие среды, такие как воздух или вода, несут тепловую энергию, тепло передается конвекцией. Мы предоставляем подробную информацию о формах теплопередачи в статье о теплопередаче.
Там нет воздушного потока, когда есть лучистое тепло
В отличие от конвекции или теплопроводности, тепловое излучение происходит совершенно без материи. По этой причине лучистое отопление не создает воздушного потока, который поднимает пыль или другие частицы в доме. Другое преимущество заключается в том, что при той же температуре воздуха мы ощущаем тепло больше, когда тепло передается с помощью излучения, а не конвекции. В некоторой степени тепловое излучение испускается каждым нагревателем. Большинство инфракрасных излучателей и инфракрасных обогревателей излучают свое тепло в форме излучения. Помимо лучистой жары, существуют и другие виды. Вы можете узнать, что это такое в статье "Определение тепла и основы".