1. § A hőmérsékleti sugárzás
1. Testek hőmérsékleti sugárzása
Jól ismert tapasztalati tény, hogy a felmelegített testek világítanak. Az izzó parázs, vagy egy villanykörte magas hőmérsékletű wolframszála stb. fényt bocsátanak ki magukból. Ennek oka alapvetően az, hogy a testben hőmozgást végző töltéshordozók, mint gyorsuló töltések elektromágneses hullámokat keltenek (Fizika II. … fejezet). Ezt a test hőmérsékletétől függő, folytonos spektrumú elektromágneses sugárzást hívjuk hőmérsékleti sugárzásnak.
Változtatva a test hőmérsékletét, a kibocsátott fénynek nemcsak az összintenzitása hanem az intenzitásnak a hullámhossz (vagy a frekvencia) szerinti ún. spektrális eloszlása, vagyis a fény (illetve az azt kibocsátó test) színe is változik. (A látható fény és általában az elektromágneses hullámok spektrumáról, a különböző hullámhossz- (frekvencia-) tartományok elnevezéséről lásd a … fejezetet [optika?] illetve a … Függeléket. (MEGJEGYZÉS: valahol jó lenne egy l (m), f (Hz) és hf (eV) adatokat tartalmazó „csík”, színes zoom-mal a látható tartományra, lásd pl. SH atlasz, Atomfizika 14. o. !)) Egy vörösen izzó vasdarab jól látható egy sötét szobában, azonban „eltűnik” a szemünk elől, ha hagyjuk a vasat kihűlni. Egy infravörös tartományban is érzékelő műszerrel (pl. egy infratávcsővel) azonban ilyenkor is észlelhetjük. Csökkenő hőmérséklettel a hőmérsékleti sugárzás összintenzitása csökken, a spektrális eloszlás pedig a nagyobb hullámhosszak (kisebb frekvenciák) felé tolódik. A hősugárzók által kibocsátott, zömmel az infravörös tartományba eső elektromágneses sugárzást, ha a szemünk nem is, de a bőrünk hőérzékelő receptorai érzékelik. Hasonlóan forrónak érezzük az izzólámpát is, mivel a belőle kijövő fénynek csak kis része esik a látható tartományba, a kisugárzott energia zöme itt is az infravörös tartományban van.
Az egymással nem érintkező testek még akkor is termikus egyensúlyba kerülhetnek, ha közöttük vákuum van. Az energiacserét ilyenkor az biztosítja, hogy kölcsönösen elnyelik a másik által kibocsátott hőmérsékleti sugárzás bizonyos hányadát. Ezért a nagyon alacsony hőmérsékleteken (néhány K alatt) elvégzendő kísérleteknél arra is gondosan kell ügyelni, hogy a mérési térfogat a labor hőmérsékleti sugárzását visszaverni képes lapokkal le legyen „árnyékolva” a környezetétől.
Végül érdemes megemlíteni, hogy nem minden, a testek által kibocsátott elektromágneses sugárzás azonos a termikus egyensúlynak megfelelő hőmérsékleti sugárzással. Vannak olyan fényforrások is, amelyekből kilépő elektromágneses sugárzás ettől lényegesen különböző tulajdonságú, ilyenek például a gázkisülési csövek („fénycsövek”) vagy a lézerek.
|
