Znanje

Home/Znanje/Detalji

Kako mikrovalna pećnica zagrijava hranu iako ne emitira toplinsko zračenje?

Toplinsko zračenje proizvodi mikrovalna pećnica za zagrijavanje hrane. Toplinsko zračenje uključuje mikrovalno zračenje. Iz nekog razloga, predfakultetski instruktori i udžbenici pogrešno vjeruju da su toplinsko zračenje i infracrveno zračenje ista stvar. Elektromagnetski spektar uključuje radio valove, mikrovalove, infracrvene valove, vidljivu svjetlost, ultraljubičastu svjetlost, X-zrake i gama zrake, a sve one prenose energiju. Sve frekvencije zračenja mogu predstavljati toplinsko zračenje budući da sve uzrokuju zagrijavanje predmeta s kojim se susreću. Izraz "toplinsko zračenje" koriste fizičari za opisivanje zračenja koje može zagrijati predmet kada dođe u kontakt s njim. Ili se odnose na širok raspon frekvencija sa specifičnim oblikom koji se mijenja ovisno o temperaturi emitera.

 

2000 K toplinski spektar
Ovaj grafikon prikazuje frekvencijski spektar toplinskog zračenja koje emitira objekt crnog tijela s temperaturom od 2000 K. Iako infracrveni raspon frekvencija čini većinu toplinskog zračenja, dio toplinskog zračenja također se manifestira kao mikrovalovi, vidljivo svjetlo i ultraljubičasto zračenje. Kako bi krivulja bila jednostavnija za tumačenje, imajte na umu da su i os frekvencije i os snage predstavljene na logaritamskim ljestvicama. Slika u javnoj domeni, autor Christopher S. Baird.

info-602-287

Vrh u spektru zračenja užarene tvari raste do viših frekvencija što je tijelo toplije. Stoga astronomi mogu izračunati temperaturu zvijezde promatrajući relativnu svjetlinu različitih frekvencija u njezinoj svjetlosti. U ovom kontekstu, izraz "toplinski" odnosi se na odnos između temperature izvora zračenja i njegovog spektralnog oblika. S druge strane, "netoplinsko zračenje" odnosi se na svjetlost koja nije povezana s temperaturom izvora. Na primjer, za razliku od grijane niti, laseri koriste drugačiji proces za generiranje svjetlosti. Kao rezultat toga, lasersko svjetlo nije toplinsko zračenje i neovisno je o temperaturi lasera. Međutim, lasersko svjetlo nastavlja prenositi energiju i ima moć zagrijavanja okolnih stvari. Ako, kao što to čine mnogi predstudijski učitelji, definirate "toplinsko zračenje" kao zračenje koje prenosi energiju i zagrijava objekte, tada sva zračenja, bez obzira na frekvenciju ili spektralnu strukturu, potpadaju pod ovu definiciju. Putem elektromagnetskog zračenja, mikrovalna pećnica zagrijava juhu na potpuno isti način kao što logorska vatra zagrijava kampere. Možda zato što su živa ljudska tijela na temperaturi pri kojoj njihovo toplinsko zračenje dostiže vrhunac u infracrvenom području, postoji pogrešno mišljenje da je samo infracrveno zračenje toplinsko. Vojnik nosi infracrvene naočale kako bi uočio ljudska bića noću. Toplinsko zračenje Sunca, međutim, ima vrhunac u frekvencijskom rasponu vidljive svjetlosti i jednako je vruće. Zapravo, atmosfera apsorbira većinu infracrvenog spektra sunčeve svjetlosti, sprječavajući je da dopre do ljudi na površini. Unatoč vrlo malom infracrvenom zračenju, sunčeva svjetlost nema problema da nas zagrije, a njena spektralna struktura povezana je sa sunčevom toplinom.