| AVTOR | DATUM USTVARJENA | VERSION | ŠTEVILKA DOKUMENTA |
|---|---|---|---|
| Dr. Gerard McGranaghan | 15 maj 2015 | V1.1 | CC11 - 00065 |
Zakon Plancks opisuje elektromagnetno sevanje, ki ga črno telo odda v toplotnem ravnovesju pri določeni temperaturi. Poimenovana je po Maxu Plancku, ki jo je predlagal v 1900.
Predstavitev
Zakon Plancksa nam pravi, da se bo z naraščanjem temperature katere koli oddajajoče površine sproščalo vse več energije kot infrardeča energija. Višja kot je temperatura predmeta, večja količina infrardeče energije bo proizvedena. Poleg tega, da postajajo intenzivnejše (Power) izpuščene frekvence širše in največja valovna dolžina se krajša. Pri zelo visokih temperaturah se bo proizvajalo tudi ne le infrardeče, ampak tudi nekaj krajše valovne dolžine. To je najprej priča kot dolgočasen rdeč sijaj, nato do oranžne, rumene in na koncu bele barve. Slika 1 prikazuje značilne Planckove krivulje za različne temperature, ki so bile narisane od 1050 ° C do 50 ° C.
Rdeča krivulja, ki ustreza 1050 ° C, ima najmočnejši rezultat. Prikaže največjo izhodno moč, njen vrhunec pa znaša približno 2.5 mikronov. Sledi krivulja pri 850 ° C, kjer je največja energija manjša od polovice energije, proizvedene pri 1150 ° C. Ko se temperatura znižuje, se tudi raven energije zniža, največja valovna dolžina energije pa se preusmeri na daljše valovne dolžine. Najnižje temperature krivulj 250 ° C, 100 ° C in 50 ° C ni mogoče videti na grafu.
Ko se graf poveča za prikaz krivulj nižje temperature, je ta premik na daljše valovne dolžine bolj očiten. Vendar intenzivnost moči znatno pade.
To je prikazano na sliki 2. Pri 250 ° C lahko vidimo, da ima modra krivulja približni vrh okoli 6 mikronov, medtem ko je pri 100 ° C največja valovna dolžina okoli 7.5 mikronov. Upoštevajte tudi, da je obseg valovne dolžine enakomerneje razporejen in ne kaže koncentriranega ozkega vrha, opaženega pri višjih temperaturah.
Če znova povečamo isti graf in se osredotočimo samo na nižje temperature, kot je prikazano na sliki 3, vidimo, da imata temperature 50 ° C in 25 ° C vršne valovne dolžine približno 9 in 10 mikronov.
Na končnem grafu, prikazanem na sliki 4, je prikazana krivulja, ki prikazuje največjo valovno dolžino glede na temperaturo. To je prikazano iz zakona o Wiensu. Povečanje največje valovne dolžine s padcem temperature se jasno vidi.
Povzetek
Zakon Plancks opisuje elektromagnetno sevanje, ki ga črno telo odda v toplotnem ravnovesju pri določeni temperaturi. V načrtu za različne temperature grelnika (oddajnika) zakon napoveduje
- razpon frekvenc, preko katerih se bo proizvajala infrardeča energija za ogrevanje
- emisijska moč za dano valovno dolžino
Pri izbiri infrardečega sevalnika za določeno ogrevalno nalogo so zelo pomembne ciljne lastnosti absorpcije materiala. V idealnem primeru bi se morale frekvence oddajanih infrardečih frekvenc in ciljane frekvence absorpcije materiala ujemati, da se omogoči najučinkovitejši prenos toplote. Kakor je razvidno iz prejšnjih grafov, bo pri daljših valovnih dolžinah količina prenesene energije zaradi nižjih temperatur oddajalcev manjša, zato bodo časi ogrevanja običajno daljši.
Čim krajša je valovna dolžina, višja je temperatura izdajnika in razpoložljiva infrardeča moč se hitro poveča.
