Was ist der Unterschied zwischen Infrarotwärme und "normaler" Wärme?

In Feynmans Begriffen ist Temperatur die Geschwindigkeit, mit der Atome „wackeln“. Nehmen wir nun an, ich habe gerade ein ansehnliches Abendessen gegessen und meine Körpertemperatur ist nur ein bisschen gestiegen. Emittiere ich mehr Photonen im Infrarotspektrum oder "wackeln" meine Atome schneller und prallen mehr Atome der Luftkomponente (Stickstoff, Sauerstoff usw.) ab?

Oder ist es dasselbe, und die gesamte Wärmeenergieübertragung wird durch Photonen vermittelt?

Sicherlich wird nicht alle Wärme durch das IR-Spektrum des Lichts vermittelt? Sonst würden sich nur Objekte erwärmen, die aus Materialien bestehen, die IR-Photonenenergie absorbieren können?

Ich kann mich nicht ganz entscheiden, ob es in den Bereich meiner Frage passt, aber: Woher kommt die Wärme, die von der Sonne auf meine Haut gelangt? Ich habe vor, Antworten 'von der Sonne' höflich zu ignorieren :) Ich meine, kommt es von IR-Strahlung?

Und allgemeiner: Warum wird Wärme üblicherweise dem IR-Spektrum zugeschrieben? Ich nehme an, Wärme ist eine Form von Energie, wenn ja, warum heizt mich mein gelbes Auto nicht "durch seine Photonen" auf - das sichtbare Spektrum soll eine höhere Frequenz = Energie haben als IR?

Antworten (1)

Wenn Atome wackeln, werden ihre geladenen Bestandteile beschleunigt, und beschleunigte Ladungen strahlen elektromagnetisch ab (denken Sie daran, dass dies wie die meisten Physiker eine Lüge für Kinder ist ).

Die (idealisierte) Verteilung der elektromagnetischen Strahlung ist durch das Plancksche Gesetz gegeben , das sich aus dem klassischen Bild, das ich oben gegeben habe, wegen der sogenannten Ultraviolett-Katastrophe nicht ableiten lässt - dazu braucht man die Quantenmechanik.

Der infrarote Teil des Spektrums hat keine besondere Assoziation mit Wärmeenergie - es ist nur so, dass die Strahlungsintensität dort bei "moderaten" Temperaturen und insbesondere bei Raumtemperatur ihren Höhepunkt erreicht. Beispielsweise hat die Sonne eine effektive Temperatur von ~5800 °C und Spitzen im sichtbaren Spektrum, während der kosmische Mikrowellenhintergrund der Wärmestrahlung bei ~2,7 K entspricht.

Zu Ihrer anderen Frage: Es ist tatsächlich möglich, Wärme über Wärmestrahlung zu übertragen, da die Emissionsprozesse mit damit verbundenen Absorptionsprozessen einhergehen. Die anderen Arten der Wärmeübertragung sind Konvektion (dh die Bewegung erhitzter Materie) und Wärmeleitung (dh die Atome übertragen ihr Rütteln durch Stöße).