| AUTORS | DATUMS izveidots | VERSION | DOKUMENTA NUMURS |
|---|---|---|---|
| Dr Gerard McGranaghan | 15 May 2015 | V1.1 | CC11 - 00065 |
Plancks likums apraksta elektromagnētisko starojumu, ko noteiktā temperatūrā izstaro melns ķermenis termiskā līdzsvarā. Tas ir nosaukts pēc Maksa Planka, kurš to ierosināja 1900.
Ievads
Plancks likums mums saka, ka, paaugstinoties jebkuras izstarojošās virsmas temperatūrai, arvien vairāk enerģijas izdalīsies kā infrasarkanā enerģija. Jo augstāka objekta temperatūra, jo lielāks tiks infrasarkanās enerģijas daudzums. Papildus intensīvākai (jaudai) izstarotās frekvences kļūst platākas un maksimālā viļņa garums kļūst īsāks. Ļoti augstā temperatūrā ne tikai infrasarkanais, bet arī radīsies redzama gaisma ar īsāku viļņa garumu. Vispirms to novēro kā blāvu sarkanu mirdzumu, pēc tam oranžu, dzeltenu un visbeidzot baltu. 1 attēlā parādītas tipiskas Planck līknes temperatūru diapazonam, kas attēlots no 1050 ° C līdz 50 ° C.
Sarkanajai līknei, kas atbilst 1050 ° C, ir vislielākā izlaide. Tas rāda visaugstāko jaudas jaudu, un tā maksimums ir aptuveni 2.5 mikronos. Tam seko līkne pie 850 ° C, kur maksimālā enerģija ir mazāka par pusi no enerģijas, kas rodas 1150 ° C. Temperatūrai pazeminoties, samazinās arī enerģijas līmenis, un enerģijas maksimālais viļņa garums nobīdās uz garākajiem viļņu garumiem. Diagrammā nevar redzēt zemākās temperatūras no 250 ° C, 100 ° C un 50 ° C līknēm.
Kad diagramma tiek palielināta, lai redzētu zemākas temperatūras līknes, šī pāreja uz garākiem viļņu garumiem ir redzamāka. Tomēr jaudas intensitāte ievērojami samazinās.
Tas ir parādīts 2 attēlā. Pie 250 ° C var redzēt, ka zilajai līknei ir aptuvena virsotne ap 6 mikroniem, turpretī 100 ° C maksimālais viļņa garums ir ap 7.5 mikroniem. Ņemiet vērā arī to, ka viļņu garums ir vienmērīgāk sadalīts un neuzrāda koncentrētu šauru virsotni, kas redzama augstākā temperatūrā.
Ja atkal palielināsim to pašu grafiku un koncentrēsimies tikai uz zemākām temperatūrām, kā parādīts 3 attēlā, mēs redzam, ka temperatūru 50 ° C un 25 ° C maksimālie viļņu garumi ir attiecīgi ap 9 un 10 mikroniem.
Gala diagrammā, kas parādīta 4 attēlā, parādīta līkne, kas parāda maksimālo viļņa garumu pret temperatūru. Tas ir attēlots no Wiens likuma. Ir skaidri redzams maksimālā viļņa garuma pieaugums, pazeminoties temperatūrai.
Kopsavilkums
Plancks likums apraksta elektromagnētisko starojumu, ko noteiktā temperatūrā izstaro melns ķermenis termiskā līdzsvarā. Likums paredz, ka, uzzīmējot dažādas sildītāja (emitētāja) temperatūras
- frekvenču diapazons, kurā tiks ražota infrasarkanā apkures enerģija
- izstarojošā jauda noteiktā viļņa garumā
Izvēloties infrasarkano starojumu konkrētam sildīšanas uzdevumam, ļoti liela nozīme ir mērķa materiāla absorbcijas raksturlielumiem. Ideālā gadījumā izstarotajām infrasarkanajām frekvencēm un mērķa materiāla absorbcijas frekvencēm vajadzētu sakrist, lai nodrošinātu visefektīvāko siltuma pārnesi. Tomēr, kā redzams no iepriekšējiem grafikiem, pie lielākiem viļņu garumiem nodotās enerģijas daudzums būs zemāks emitētāja zemākas temperatūras dēļ, tāpēc sildīšanas laiks parasti prasa ilgāku laiku.
Jo īsāks viļņa garums, jo augstāka ir emitētāja temperatūra un strauji palielinās pieejamā infrasarkanā jauda.
