| SZERZŐ | Létrehozás dátuma | VÁLTOZAT | DOKUMENTUM SZÁM |
|---|---|---|---|
| Dr. Gerard McGranaghan | 15. május 2015. | V1.1 | CC11 - 00065 |
A Plancks Law leírja az elektromágneses sugárzást, amelyet egy fekete test bocsát ki termikus egyensúlyban, meghatározott hőmérsékleten. Max Planck nevéhez fűződik, aki 1900-ban javasolta.
Bevezetés
A Plancks törvény azt mondja nekünk, hogy ha bármely kibocsátó felület hőmérséklete növekszik, egyre több energia szabadul fel infravörös energiaként. Minél magasabb az objektum hőmérséklete, annál nagyobb mennyiségű infravörös energia keletkezik. Amellett, hogy egyre intenzívebbé válik (Teljesítmény), a kibocsátott frekvenciák szélesebbek és a csúcs hullámhossza rövidebb lesz. Nagyon magas hőmérsékleten nemcsak infravörös, hanem rövidebb hullámhosszú látható fény is keletkezik. Ez először tompa vörös fényként jelenik meg, majd narancssárgára, sárgára és végül fehérre. Az 1. ábra tipikus Planck-görbéket mutat be olyan hőmérsékleti tartományra, amelyet 1050 ° C és 50 ° C között ábrázoltunk.
Az 1050 ° C-nak megfelelő piros görbe mutatja a legerősebb teljesítményt. A legnagyobb teljesítményt mutatja, a csúcsa pedig 2.5 mikron körül van. Ezt követi a görbe 850 ° C-on, ahol a csúcsenergia kevesebb, mint a fele annak, amit 1150 ° C-on termelnek. A hőmérséklet csökkenésével az energiaszintek is csökkennek, és a csúcsenergia hullámhossza a hosszabb hullámhosszakra tolódik. A 250 ° C, 100 ° C és 50 ° C görbe legalacsonyabb hőmérséklete nem látható a grafikonon.
Ha a grafikont kibővítik, hogy lássa az alacsonyabb hőmérsékleti görbéket, ez a hosszabb hullámhosszakra való áttérés nyilvánvalóbb. A teljesítményintenzitás azonban jelentősen csökken.
Ezt mutatja a 2. ábra. 250 ° C-on látható, hogy a kék görbe hozzávetőleges csúcsa 6 mikron körüli, míg 100 ° C-on a csúcs hullámhossza körülbelül 7.5 mikron. Vegye figyelembe azt is, hogy a hullámhossz mértéke egyenletesebben oszlik el, és nem mutatja a magasabb hőmérsékleten látható koncentrált keskeny csúcsot.
Ha ugyanazt a grafikont ismét kinagyítjuk, és csak az alacsonyabb hőmérsékletekre koncentrálunk, amint az a 3. ábrán látható, akkor azt látjuk, hogy az 50 ° C és a 25 ° C hőmérséklet csúcs hullámhossza kb.
A 4. ábrán látható utolsó grafikonon egy görbe látható, amely a csúcs hullámhosszát mutatja a hőmérséklet és a hőmérséklet között. Ezt ábrázolja a Wiens-törvény. A csúcs hullámhosszának növekedése a hőmérséklet csökkenésével világosan látható.
Összegzésként
A Plancks Law leírja az elektromágneses sugárzást, amelyet egy fekete test bocsát ki termikus egyensúlyban, meghatározott hőmérsékleten. Ha a fűtő (kibocsátó) különböző hőmérsékletekre ábrázolják, a törvény megjósolja
- az a frekvenciatartomány, amelyen keresztül infravörös fűtési energia keletkezik
- az adott hullámhosszra eső kibocsátó teljesítmény
Az infravörös sugárzó kiválasztásakor egy adott fűtési feladathoz a célanyag-abszorpciós jellemzők nagyon fontosak. Ideális esetben a kibocsátott infravörös frekvenciáknak és a megcélzott anyagabszorpciós frekvenciáknak meg kell egyezniük a lehető leghatékonyabb hőátadás érdekében. Amint azonban az előző grafikonokból látható, hosszabb hullámhosszakon az alacsonyabb kibocsátó hőmérséklet miatt az átadott energia mennyisége alacsonyabb lesz, ezért a fűtési idő általában hosszabb lesz.
Minél rövidebb a hullámhossz, annál magasabb az emitter hőmérséklete, és a rendelkezésre álló infravörös teljesítmény gyorsan növekszik.
