send mailhome
     Latviski Russian Latviski Eesti

 

Šiluminis spinduliavimas

KAS YRA ŠILUMINIS SPINDULIAVIMAS

Visi daiktai ir kūnai visada skleidžia elektromagnetines bangas. Spinduliavimo spektras apima platų spektrą: nuo radiobangų, kurių ilgis šimtai metrų iki 10-12 metrų. Tam tikro ilgio bangos sugeriamos  kūnais ir pereina pro žemės  atmosferą su mažais nuostoliais. Tokios bangos priskirstomos prie infraraudonos (IR) įvairovės, kuri yra nematoma žmogui. (pav. 1)

ATOMAS ( grak. „atomos“- nedalomas) pati mažiausia dalelė iš viso ekzistuojančio pasaulio ( jo dydis yra apie 0,1 nanometro). Tai plytelės, iš kurių statomi molekulės ir kieti objektai, kurie sudaryti iš elektronų debesų, supančių branuolį, kurie tūkstančiais kartų mažesni už patį atomą. Atomo branduolys sudarytas iš protonų ir neironų i turi teigiamą krūvį, o elektronai – neigiamą. Todėl juos traukia vienus prie kitų.

Atomai gali imti  ir  atiduoti elektronus, likdami teigiamai įkrautais  ionais.

Atomo skersmuo – maždaug 10-8 cv, branduolio skersmuo 10-23 cm. Iš to gauname, kad tarp branduolio ir elektronų gana didelis atstumas.

Pav. 1  Bendras spinduliavimo spektras

Jeigu būtų galima sumažinti šitą atsutmą, tai tada būtų galimybė sumažinti Visatą iki riešuto didžio.

 Į ATOMINĖ SPEKTROSKOPIJA įeina atomų elektromagnetinio spinduliavimo spektro

tirimas. Iš pradžių atomas yra ramybės būklėje. Sugerdamas  tam tikrą energijos dozę, atomas pereina į judėjimo būklę, į aukštesnį energijos lygį. Iš judėjimo būklės, išskiriant fotoną, atomas gali pereiti į mežesnės energijos būklę, į pradinį perioda (pav.2).

Pav. 2 Atomo elektromagnetinis spinduliavimas

FOTONAS – (gr.- „photos“- šviesa) – elementarioji dalelė, elektromagnetinio spinduliavimo kvantas. Tai sudedamoji šviesos ir alektromagnetinio lauko dalis. Veikiant į atomą kokios nors energijos elektronų orbita pasikeičiai ir atsilaisvina šviesos energija- fotonas.

Fotono ypatumai: jis amžinas, turi nulinę masę, jo sukinys yra 1, juda šviesos greičiu.

Sąveikauja  dalelėmis, bet pasiskleidžia  bangos pavidalu, neturi tankio, bet neatsižvelgiant į tai, kaip ir kitos dalelės yra paveikiamas traukos.

Pav. 3 Fotono judejimas ir perdavimas

BANGA- fotonų elektromagnetiniame spinduliavime judėjimas ir perdavimas iš vieno taško į kitą, be kitų priemonių pagalbos.

BANGOS DAŽNIS- tai mažiausias atstumas tarp dviejų tos pačios fazės taškų vienoje bangoje.

DAŽNIS- fizikinis dydis, rodantis, kiek kartų įvykis pasikartoja per laiko vienetą.

Tam tikro dažnio energijos poveikis nustato  bangos ilgį ir fotono energiją, kas leidžia prarandant  mažiau energijos gauti produktyvesnį fotoną ir rezultate leidžia pasiekti tikslo – greitesnio ir pigesnio šldymo.

Šiluma- tai judanti energija. Tokio apibūdinimo priežastis- tai judėjimo siekimas iš aukštos temperatūros sistemos į žemesnios temperatūros sistemą.

Šiluma ir aukšta temperatūra dažniausiai yra tas pats, bet, neatsižvelgiant į tai, terminų naudojimas ne visai tikslus.

Šiluma – temperatūros spinduliavimo (karštas, šaltas, šiltas) matavimo vienetas,  o temperatūros matavimo vienetai  - laipsniai pagal Celsį, Farenheitą, Kelviną.

Šiluma gali būti šių procesų rezultatu:

  1. Cheminės reakcijos (ugnis)
  2. Branduolinės reakcijos ( procesai saulėje)
  3. Elektromagnetinio išsilsklaidymo ( kaip infraraudonas šildytuvas)
  4. Mechaninio poveikio rezultatas ( trintis)

Energija, gauta išvardintais metodais,  gali būti perduota trejais  būdais:

Šilumos perdavimas prisilietimo būdų:kai  žemesnės temperatūros daiktas sąveikauja su aukštesnės temperatūros daiktu. Gaunasi energijos judėjimas- nuo aukštesnės temperatūros daikto iki žemesnės temperatūros daikto.

Šilumos perdavimas pernešimo būdu: šiluma persiduoda su dujų ar skyščio pagalba

Šilumos perdavimas spinduliavimo būdu: šiluma fotonais pernešama nuo šviesos šaltinio iki materijos, į kurią krenta šviesa. Tai tinkamiausias variantas, norint naudoti  šilumą tolygiai ir naudingai. Kaip UFO šildymo šviesos pavyzdį, galima paminėti mūsų planetą šildančią saulę.

Dar svarbu tai, kad tokios bangos yra saulės spinduliavimo spektre, todėl jos visiškai nekenkia sveikatai (neviršijant maksimalaus tankio  galingumo ir laikydamiesi saugumo technikos). Tokie šviesos spinduliai perneša šilumos energiją, kurią daiktai sugeria, kai ji tik ant jų pataiko. Tada daiktai sušyla. Skirtingų objektų susildymo procesas ( kada ant jų patenka IR spinduliai) yra gerai ištirtas ir gali būti aprašytas sekančiu būdu.

Kai karštas kūnas liečiasi su šaltu kūnu atsiranda šilumos srovė – nuo šiltesnio iki šaltesnio kūno. Kada kūnų temperatūros tampa lygios srovė išseka.

Kiekvienas elementas (arba kūnas) pastoviai spinduliuoja ir sugeria kitų elementų spinduliavimą. Jeigu sistema esa temperatūros pusiausvyroje ( visi kūnai turi vienodą temperatūra), tai kiekvieno kūno sugereriamoji spinduliavimo srovė bus lygi  jo paties spinduliavimo srovei. Tai reiškia, kad tarp kūnų nėra šilumos apykaitos. Jeigu vieno kūno temperatūra aukštesnė už kitų kūnų temperatūras, tai toks kūnas  pats spinduliuos daugiau energijos negu sugers kitų kūnų energijos. Tuo laiku, tarp kūnų vyksta šilumos spindulių energijos apykaita- nuo šiltesnio kūnu iki šaltesnio.

Akivaizdu, kad IR-diapazono spinduliavimas  žmogui visiškai nepavojingas (jeigu yra laikomasi tam tikrų taisyklių) ir gali būti panaudotas kaip netradicinis šildymo šaltinis.

SPAUSDINTI