0

Објашњења Закона о Планцксу

АУТОР ДАТИЈА СТВАРАНА ВЕРЗИЈА БРОЈ ДОКУМЕНТА
Др Герард МцГранагхан КСНУМКС мај КСНУМКС ВКСНУМКС ЦЦКСНУМКС - КСНУМКС

Планцксов закон описује електромагнетно зрачење које емитује црно тело у топлотној равнотежи на одређеној температури. Име је добио по Маку Планцку који га је предложио 1900. године.

увод

Планцксов закон нам каже да ће се повећањем температуре било које емитоване површине све више и више енергије ослобађати као инфрацрвена енергија. Што је температура објекта виша, произвешће се већа количина инфрацрвене енергије. Осим што постају све интензивније (Снага), емитоване фреквенције постају шире и вршна таласна дужина постаје краћа. На врло високим температурама производиће се не само инфрацрвена, већ и нека видљива светлост краћих таласних дужина. Ово се прво сведочи као тупо црвени сјај, затим до наранџасте, жуте и на крају беле боје. Слика 1 приказује типичне Планцкове криве за опсег температура који су исцртани од 1050 ° Ц до 50 ° Ц.

Слика 1: Инфрацрвена дистрибуција за различите температуре емитора од 1050 ° Ц до 50 ° Ц.
Слика 1: Инфрацрвена дистрибуција за различите температуре емитора од 1050 ° Ц до 50 ° Ц.

Црвена крива која одговара 1050 ° Ц показује најјачи излаз. Приказује највећу излазну снагу, а максимум му је око 2.5 микрона. Након тога следи крива на 850 ° Ц где је вршна енергија мања од половине енергије произведене на 1150 ° Ц. Како се температура смањује, нивои енергије такође опадају, а вршна таласна дужина енергије помера се на дуже таласне дужине. Најниже температуре са кривих 250 ° Ц, 100 ° Ц и 50 ° Ц не могу се видети на графикону.

Када се графикон повећа како би се виделе криве нижих температура, овај прелазак на дуже таласне дужине је очигледнији. Међутим, интензитет снаге значајно опада.

Слика 2: Изглед инфрацрвене дистрибуције за различите температуре емитора од 350 ° Ц до 50 ° Ц
Слика 2: Изглед инфрацрвене дистрибуције за различите температуре емитора од 350 ° Ц до 50 ° Ц

То је приказано на слици 2. На 250 ° Ц може се видети да плава крива има приближни врх око 6 микрона, док је на 100 ° Ц таласна дужина врха око 7.5 микрона. Такође имајте на уму да је таласна дужина равномерније распоређена и не показује концентровани уски врх виђен на вишим температурама.

Слика 3: Изглед инфрацрвене дистрибуције за различите температуре емитора од 100 ° Ц до 25 ° Ц
Слика 3: Изглед инфрацрвене дистрибуције за различите температуре емитора од 100 ° Ц до 25 ° Ц

Ако поново увећамо исти графикон и фокусирамо се само на ниже температуре као што је приказано на слици 3, видећемо да температуре од 50 ° Ц и 25 ° Ц имају вршне таласне дужине око 9, односно 10 микрона.

Слика 4: Бечки закон омогућава предвиђање вршне таласне дужине на основу температуре
Слика 4: Бечки закон омогућава предвиђање вршне таласне дужине на основу температуре

На завршном графикону приказаном на слици 4, приказана је крива која показује вршну таласну дужину у односу на температуру. Ово је зацртано из Виенс закона. Јасно се види пораст вршне таласне дужине како температура пада.

резиме

Планцксов закон описује електромагнетно зрачење које емитује црно тело у топлотној равнотежи на одређеној температури. Закон предвиђа израчунавање различитих температура грејача (емитора)

  1. опсег фреквенција на којима ће се производити инфрацрвена енергија грејања
  2. емисиона снага за дату таласну дужину

Приликом одабира инфрацрвеног зрачења за одређени задатак загревања, карактеристике апсорпције циљног материјала су од велике важности. У идеалном случају, емитоване инфрацрвене фреквенције и циљне фреквенције апсорпције материјала треба да се подударају како би се омогућио најефикаснији пренос топлоте. Међутим, као што се може видети из претходних графикона, на дужим таласним дужинама, количина пренесене енергије биће мања због нижих температура емитора, па ће време загревања обично трајати дуже.

Што је таласна дужина краћа, температура емитера већа и расположива инфрацрвена снага се брзо повећава.

Пријавите се

Пријави се

Регистровати