Soojuskiirgus: erinevus redaktsioonide vahel

P
pisitoimetamine using AWB
PResümee puudub
P (pisitoimetamine using AWB)
[[Pilt:Wiens law.svg|300px|pisi|Joonis näitab kuidas lainepikkuse haripunkt ja kogu kiiratud energia muutub temperatuuri muutudes [[Wien'i nihkeseadus]]e kohaselt. Kuigi joonisel on tegemist kõrgete temperatuuridega, kehtib see ka madalamate jaoks. Nähtav valgus on 380 nm ja 750 nm vahel.]]
[[Pilt:Hot metalwork.jpg|pisi|Näide soojuskiirgusest. Kuum metall on piisavalt kõrge temperatuuriga, et olla nähtav inimese silmale.]]
'''Soojuskiirgus''' on laetud osakeste [[soojusliikumine|soojusliikumise]] tõttu tekkiv [[elektromagnetiline kiirgus]]. Kõik ained, mis on [[absoluutne null|absoluutsest nullist]] kõrgema [[temperatuur]]iga, eraldavad soojuskiirgust, mis on üks [[soojusülekanne|soojusülekande]] vormidest (lisaks [[soojusjuhtivus]]ele ja [[konvektsioon]]ile).
 
Soojuskiirguse omadused sõltuvad mitmetest erinevatest teguritest – aine pinnast, temperatuurist, [[neelamisvõime|neelamis-]] ja [[kiirgamisvõime]]st.<ref name="blundell" /> Kiirgus ei ole monokromaatiline, mis tähendab, et see ei koosne sama sagedusega lainetest, vaid erinevate sagedustega komponentidest, mis moodustavad ainele iseloomuliku spektri. Kui kiirgav keha ja selle välispind on soojuslikus tasakaalus ning pind neelab kogu pealelangeva valguse, siis on tegemist [[absoluutselt must keha|musta kehaga]]. Must keha on ideaalne kiirgur. Tavalise keha ja musta keha neelduvuse suhet kutsutakse neelamisvõimeks ning seega on musta keha neelamisvõime võrdne ühega.
 
Neelduvus, peegelduvus ja kiirgavus on kõik sõltuvad kiirguse lainepikkusest. Temperatuur määrab elektromagnetilise kiirguse lainepikkuste jaotuse. Näiteks värske lumi, mis on väga suure peegelduvusega (0,90), tundub valge peegelduva päikesevalguse tõttu, mille intensiivsus on tugevaim umbes 500 nanomeetri juures. Selle kiirgavus −5 &nbsp;°C juures on aga 0,99 ning sel juhul kiiratakse maksimaalselt 12 mikromeetri juures.
 
Musta keha kiirguse jaotus sageduste järgi on kirjeldatud [[Plancki seadus]]ega. Iga temperatuuri juures on olemas sagedus ''f<sub>max</sub>'', mille juures on kiiratav võimsus kõige suurem. Wien'i nihkeseaduse abil saame, et sagedus ''f<sub>max</sub>'' on võrdeline musta keha temperatuuriga ''T''. Päikese [[fotosfäär]], mille temperatuur on umbes 6000 K, kiirgab enamiku valgusest elektromagnetilise spektri nähtavas piirkonnas. Maa atmosfäär on vaid osaliselt läbipaistev nähtavale valgusele ning maapinnale jõudev valgus neelatakse või peegeldatakse. Maapind
*Keha poolt eraldatav soojuskiirguse hulk on võrdeline sama keha poolt neelatava kiirguse hulgaga. Seega keha, mis neelab rohkem punast valgust, ka kiirgab enim punast valgust. See printsiip kehtib kõigile lainete omadustele, kaasa arvatud [[lainepikkus]] (värv), suund, [[polarisatsioon]] ja isegi [[koherentsed lained|koherentsus]]. Seega on võimalik, et kehast eraldub suunatud koherentne polariseeritud soojuskiirgus, kuigi polariseeritud ja koherentne kiirgus on looduses väga haruldane.
 
Need omadused kehtivad siis, kui vaatleme vahemaid, mis on palju suuremad vaadeldava spektri lainepikkustest.
 
{| class="wikitable" border="1"
Reaalsetes tingimustes kaotab toasoojas inimene märgatava osa energiast soojuskiirguse tõttu. Samas, võidab keha osa kiiratud energiat tagasi, neelates soojust [[soojusjuhtivus|konduktsiooni]] kaudu ümbritsevatelt objektidelt ja [[metabolism]]i käigus eralduvast soojusest. Inimnaha kiirgavus on üsna lähedane ühele.<ref name="6hca2" /> Allpool olevaid valemeid kasutades näeme, et inimene, kelle pindalal on umbes 2 ruutmeetrit ja temperatuur 310,15 [[kelvin|K]], kiirgab pidevalt umbes 1000 vatti. Kuna inimesed on enamasti siseruumides ümbritsetud kehadest temperatuuriga umbes 296 K, siis nad saavad tagasi 900 vatti ning seega on kogu kaotus vaid 100 vatti. Need arvutused on väga umbkaudsed ning sõltuvad erinevatest teguritest, nagu näiteks riiete kandmine.
 
Päikese energiat saab efektiivselt kasutada erinevate pindade omaduste tõttu. Näiteks kasvuhooned, mille seinad ja katus tehakse enamasti klaasist. Klaas on läbipaistev nähtavale (umbes 0,4 &nbsp;µm <λ< 0,8 &nbsp;µm) ja lühematele infrapunase piirkonna lainepikkustele, kuid see ei lase läbi pikemate lainepikkustega infrapunakiirgust (umbes λ>3 &nbsp;µm).<ref name="wl6Tq" /> Seega laseb klaas läbi nähtavat valgust, kuid ei lase välja kasvuhoones olevate kehade soojuskiirgust. "Lõksu jäänud" kiirgust tunneme me [[soojus]]ena. Sellist nähtust nimetatakse [[kasvuhooneefekt]]iks ning seda nähtust tunneme näiteks ka siis, kui istume päikese käes seisnud autosse.
 
== Vaata ka ==
== Viited ==
{{viited|allikad=
<ref name="blundell">{{cite book |author=S. Blundell, K. Blundell |title=Concepts in Modern Physics |isbn=978-0-19-856769-1 |year=2006 |publisher=Oxford University Press |page=247}}</ref>
<ref name="TYmQJ">K. Huang, ''Statistical Mechanics'' (2003), p.278</ref>
<ref name="oI3Nt">K. Huang, ''Statistical Mechanics'' (2003), p280</ref>
<ref name="blundell">{{cite book |author=S. Blundell, K. Blundell |title=Concepts in Modern Physics |isbn=978-0-19-856769-1 |year=2006 |publisher=Oxford University Press |page=247}}</ref>
<ref name="6hca2">{{cite journal |journal=Science |date=24. mai 1963 |volume= 140 |issue= 3569 |pages= 870–877 |title= Thermography of the Human Body Infrared-radiant energy provides new concepts and instrumentation for medical diagnosis |author=R. Bowling Barnes |doi=10.1126/science.140.3569.870 |bibcode = 1963Sci...140..870B}}</ref>
<ref name="wl6Tq">Heat and Mass Transfer, Yunus A. Cengel and Afshin J. Ghajar, 4th Edition</ref>
76 076

muudatust