| YAZAR | TARİH OLUŞTURULDU | VERSION | BELGE NUMARASI |
|---|---|---|---|
| Gerard McGranaghan | 15 Mayıs 2015 | V1.1 | CC11 - 00065 |
Plancks Yasası, siyah bir vücut tarafından termal dengede belirli bir sıcaklıkta yayılan elektromanyetik radyasyonu tarif eder. 1900'te öneren Max Planck'tan sonra adlandırılmıştır.
Giriş
Plancks Yasası bize, yayılan herhangi bir yüzeyin ısısı arttıkça, Kızılötesi enerji olarak gittikçe daha fazla enerjinin salınacağını söylemektedir. Nesne sıcaklığı arttıkça, kızılötesi enerji miktarı artar. Daha yoğun (Güç) olmasının yanı sıra, yayılan frekanslar genişler ve en yüksek dalga boyu kısalır. Çok yüksek sıcaklıklarda sadece kızılötesi değil, bazı kısa dalga boylarında görünür ışık da üretilecektir. Bu ilk önce donuk kırmızı bir parıltı, ardından turuncu, sarı ve nihayet beyaza tanık oldu. Şekil 1, 1050 ° C'den 50 ° C'ye çizilen bir dizi sıcaklık için tipik Planck eğrilerini gösterir.
1050 ° C'ye karşılık gelen kırmızı eğri, en güçlü çıktısını gösterir. En yüksek güç çıkışını gösterir ve zirvesi 2.5 mikron civarındadır. Bunu 850 ° C'de eğri izler, burada zirve enerjisi 1150 ° C'de üretilen enerjinin yarısından azdır. Sıcaklık düştükçe, enerji seviyeleri de düşer ve en yüksek enerji dalga boyu daha uzun dalga boylarına geçer. 250 ° C, 100 ° C ve 50 ° C eğrilerindeki en düşük sıcaklıklar grafikte görülemez.
Grafik düşük sıcaklık eğrilerini görecek şekilde büyütüldüğünde, daha uzun dalga boylarına kayma daha belirgindir. Bununla birlikte, güç yoğunluğu önemli ölçüde düşer.
Bu, Şekil 2'te gösterilmiştir. 250 ° C'de mavi eğrinin 6 mikron çevresinde yaklaşık bir zirveye sahip olduğu görülebilir, oysa 100 ° C'de pik dalga boyunun 7.5 mikron civarında olduğu görülür. Ayrıca, dalga boyunun derecesinin daha dengeli dağıldığını ve daha yüksek sıcaklıklarda görülen konsantre dar tepe noktası göstermediğine dikkat edin.
Aynı grafiği tekrar büyütürsek ve sadece Şekil 3'te gösterildiği gibi daha düşük sıcaklıklara odaklanırsak, 50 ° C ve 25 ° C sıcaklıklarının sırasıyla 9 ve 10 mikron civarında tepe dalga boylarına sahip olduğunu görürüz.
Şekil 4'te gösterilen son grafikte, sıcaklığa karşı en yüksek dalga boyunu gösteren bir eğri gösterilmiştir. Bu Wiens Yasası'ndan alınmıştır. Sıcaklık düşerken tepe dalga boyundaki artış açıkça görülür.
Özet
Plancks Yasası, siyah bir vücut tarafından termal dengede belirli bir sıcaklıkta yayılan elektromanyetik radyasyonu tarif eder. Çeşitli ısıtıcı (yayıcı) sıcaklıkları için çizildiğinde, yasa öngörülüyor
- Kızılötesi ısıtma enerjisinin üretileceği frekans aralığı
- belirli bir dalga boyu için salınım gücü
Belirli bir ısıtma görevi için bir kızılötesi verici seçerken, hedef malzeme emilim özellikleri çok önemlidir. İdeal olarak, yayılan kızılötesi frekanslar ve hedef malzeme soğurma frekansları, en verimli ısı transferini sağlamak için eşleşmelidir. Bununla birlikte, önceki grafiklerden görülebileceği gibi, daha uzun dalga boylarında, daha düşük yayıcı sıcaklıkları nedeniyle aktarılan enerji miktarı düşük olacaktır, bu nedenle ısıtma süreleri genellikle daha uzun sürecektir.
Dalga boyu kısaldıkça, yayıcı sıcaklığı artar ve mevcut kızılötesi güç hızla artar.
