[Yelin]

15.12.2012 в 17:40

Пишет  Заболекарь:

От чтения научно-популярной литературы про гремучих змей и очки ночного видения у многих сложилось впечатление о какой-то особой связи инфракрасного излучения с температурой, которая у радиоволн, видимого света или ультрафиолета якобы отсутствует. Это, конечно же, неверно.

Проведу ликбез.

Проведу ликбез. Нагретое тело излучает. Излучает оно на всех частотах сразу, что описывается формулой Планка. Не пытайтесь применить эти сведения, скажем, к ртутной лампе, будете удивлены. Речь о т.н. чёрном тёле, эта модель где-то подходит лучше, а где-то хуже. На какой частоте тело излучает сильнее всего, описывает закон смещения Вина. Вкратце: чем горячее, тем выше пиковая частота (и тем короче волна). Если вы слышали про красное каление, светло-вишнёвое каление, белое каление — то вот это оно. Раскалённый металл светится, и по цвету можно на глаз определить его температуру. Бесконтактный термометр делает то же самое, но справляется и с невидимым человеческому глазу излучением.

Человек или мышка действительно вовсю фигачат в инфракрасном диапазоне: у чёрного тела с температурой 37 °C ≈ 310 K пик излучения приходится приблизительно на 9 µm.

У лампы накаливания с её двумя-тремя тысячами кельвинов пик всё ещё в инфракрасном, но и на видимый свет приходится немало, иначе бы её звали обогревателем накаливания. Если бы лампу разогрели приблизительно до 4000 K, то пик сдвинулся бы в видимый свет, но вольфрамовая нить расплавится раньше, при 3653 K.

У Солнца эффективная температура видимой поверхности 5778 K. Пик излучения у него уже в видимом свете. Если точнее, в зелёном. Не удивляйтесь, что видите Солнце не зелёным: во-первых и в главных, оно светит не только на пике, во-вторых, вы его видите через слой атмосферы. Не думайте, что у него действительно есть вот прямо поверхность, как у стола. У него есть непрозрачная фотосфера толщиной километров двести. Точно не знаю, сколько. Как измерить, не знаю тоже. Вот её температура и имеется в виду. И даже не её, а эквивалентного чёрного тела. Но на фотосфере ещё сверху хромосфера и корона. Кстати, у них температура выше, чем у фотосферы. И у того, что под фотосферой, температура тоже сильно выше.

У Веги (альфа Лиры) температура фотосферы на полюсах заметно выше, чем на экваторе. У экватора пик ещё в видимом свете, а у полюсов уже в ультрафиолете.

Теперь о молниях. Они чего только не излучают. Тут и ультрафиолет, и рентген, и гамма-лучи. Говорят, от молний вообще иногда позитроны разлетаются. Не знаю я, что там происходит вообще и где у них пик. Не буду о молниях.

Ядро солнца — это миллионы кельвинов и пик в рентгеновских лучах.
В городе Альбукерке стоит Z-Машина. Плазма в ней достигает температуры в 2 гигакельвина. Это уже гамма-лучи.
В небезызвестном LHC температуры бывают и повыше.

Теперь идём в другую сторону.

Талая вода — инфракрасный.
Жидкий азот кипит при -196 °C ≈ 77 K, это около 37 µm. Тоже инфракрасный.
Кипящий гелий (при атмосферном давлении) — какие-то вшивые 4,2 K. Но и это, что характерно, ещё инфракрасный.
Туманность Бумеранг в созвездии Центавра — 1 K. Холоднее реликтового излучения. Это уже микроволны.
В лабораториях, наконец, получают температуры, которым соответствуют радиоволны.

@темы: info