Was bringt heiße Dinge zum Glühen und bei welcher Temperatur?

Ich habe einen Elektroherd, und wenn ich ihn einschalte und das Licht ausschalte, bemerke ich, dass der Herd glüht.

Wenn ich jedoch die Temperatur herunterdrehe, verschwindet es schließlich vollständig. Gibt es einen Abschaltpunkt für das Glühen?

Was gibt eigentlich das Licht ab? Gibt die Hitze selbst das Licht ab oder das Metall?

Antworten (4)

Das liegt an der Wärmestrahlung. Körper mit Temperaturen über dem absoluten Nullpunkt senden Strahlung aus. Liegt die Frequenz der Strahlung im sichtbaren Bereich, „glüht“ der Körper.

Wenn die Elektronen im Atom beispielsweise durch Erhitzen angeregt werden, treibt die zusätzliche Energie die Elektronen auf energiereichere Umlaufbahnen. Wenn die Elektronen wieder nach unten fallen und den angeregten Zustand verlassen, wird Energie in Form eines Photons erneut emittiert. -wikipedia (Emissionsspektrum)

Dies erklärt, dass die Wärme selbst das Licht nicht abgibt.

Spektrale Energiedichte als Funktion von Wellenlänge und Temperatur

u ( λ , T ) = 8 π H C λ 5 1 e H C λ k T − 1

Wenn Sie sich integrieren u ( λ , T ) wrt λ aus λ = 380 N M Zu λ = 750 N M Sie werden feststellen, dass immer etwas Strahlung in Sichtweite ist. Aber es ist sehr, sehr klein bei Raumtemperatur (T = 300 K) und daher mit bloßem Auge nicht nachweisbar.

Abschalttemperatur zu erhalten ( T C ) für Glühen. Sie müssen lösen

∫ 0 T C ∫ λ = 380 N M λ = 780 N M u ( λ , T ) D λ D T = Minimum erforderlich, um vom menschlichen Auge erkannt zu werden.

Gute Antwort. Ich denke, der wichtigste Punkt, den Sie verstehen müssen, ist der, den Sie im ersten Absatz ansprechen. Anders ausgedrückt: Auch kaltes Material sendet Strahlung aus, nur nicht in einer Frequenz, die hoch genug ist, um für das menschliche Auge sichtbar zu sein.
Dies ist eine großartige Antwort :) Übrigens, ist dieser Vorgang derselbe wie eine Glühbirne leuchtet oder eine Halogenlampe leuchtet?
@Justin L.: Ich denke schon!
@Justin L: Das ist es. Halogenlampen sind heller, weil sie heißer sind. Sie können heißer sein, da die Halogengase den Zerfall des Wolframfadens verringern. Dadurch sind sie wiederum etwas effizienter, produzieren aber trotzdem viel Wärme und wenig Licht.
Das ist keine so gute Antwort. Die „Wärme selbst“ macht das Licht. Sie erzeugen Wärmestrahlung auch dann, wenn die Atome nicht angeregt sind, nur durch Kollisionen von Atomen. Tatsächlich ist es schwieriger zu verstehen, wie Atome mit scharfen Spektrallinien im Gleichgewicht mit Strahlung bleiben können, was zu den A,B-Koeffizienten und der spontanen Emissionsvorhersage von Einstein führte.

Ich möchte einen Punkt hervorheben, der in der ersten Antwort erwähnt wurde.

Die klassische Schwarzkörperstrahlung hat mit einem Gas aus Photonen im thermischen Gleichgewicht zu tun. Die Photonen interagieren miteinander und diese Wechselwirkung ergibt das übliche Planck-Spektrum für ihre Energien.

Im Inneren von Sternen werden Photonen produziert, die mit der Sternmaterie wechselwirken und beide in ein thermisches Gleichgewicht kommen. Wenn die Photonen den Stern verlassen, haben sie ein Schwarzkörperspektrum.

Wenn Sie etwas Materie (einen Elektroherd) nehmen und erhitzen, stellt sich die Frage, woher die Photonen kommen. Bei niedrigen Temperaturen haben Sie nicht genug thermische Energie, um Elektronen in Atomen anzuregen. Woher kommen also die Photonen? Die Antwort ist, dass sie von der Anregung des elektromagnetischen Hintergrundfeldes stammen müssen. Selbst wenn Sie versuchen würden, die erhitzte Materie von jedem elektromagnetischen Feld zu isolieren, könnten Sie die Vakuumschwankungen niemals ausblenden.

Wenn man die Annäherung an einen schwarzen Körper macht (und es ist keine schlechte Annäherung), kann man die Temperatur eines Körpers mit Hilfe des Spektrums eines Objekts messen. Der Schlüssel ist das Wiensche Verschiebungsgesetz:

http://en.wikipedia.org/wiki/Wiens_displacement_law

So funktionieren viele Thermometer.

Das von einer Glühlampe abgegebene Licht ist also vom gleichen Typ (photonisch) wie das von einer LED abgegebene Licht (nur eine andere Frequenz).

Das von einer LED oder Leuchtstofflampe abgegebene Licht ist nicht-thermisch, dh es ist die elektrische Anregung eines Modus, der zerfällt und ein sichtbares Lichtphoton abgibt. Ich denke, bei Leuchtstofflampen befinden sich die Photonen tatsächlich im UV-Bereich, und die Beschichtung auf der Innenseite der Glühbirne wandelt das UV-Licht in sichtbares Licht um.
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