Stråling: Alt med en temperatur over det absolutte nulpunkt, dvs ...
Stråling: Alt med en temperatur over det absolutte nulpunkt, dvs ...
Stråling: Alt med en temperatur over det absolutte nulpunkt, dvs ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Stråling</strong>:<br />
<strong>Alt</strong> <strong>med</strong> <strong>en</strong> <strong>temperatur</strong> <strong>over</strong> <strong>det</strong> <strong>absolutte</strong> <strong>nulpunkt</strong>, <strong>dvs</strong>. -273 grader C, uds<strong>en</strong>der stråling.<br />
<strong>Stråling</strong><strong>en</strong> stammer fra atombevægelserne i legemet.<br />
Bevægelse ”indeholder <strong>en</strong>ergi”, som afgives, når atomernes bevægelse bremses af andre atomer.<br />
Bevægelses<strong>en</strong>ergi kaldes Kinetisk <strong>en</strong>ergi,<br />
1<br />
EKin m v<br />
2<br />
Energiuds<strong>en</strong>dels<strong>en</strong> fra de <strong>en</strong>kelte atomer er afhængig af deres hastigheder.<br />
Energi<strong>en</strong> fra de <strong>en</strong>kelte atomer uds<strong>en</strong>des som <strong>en</strong> <strong>en</strong>ergipakke <strong>med</strong> <strong>en</strong> bestemt frekv<strong>en</strong>s.<br />
Et legemes <strong>temperatur</strong> er et udtryk for g<strong>en</strong>nemsnittet af de <strong>en</strong>kelte atomers bevægelses-hastigheder.<br />
Derfor uds<strong>en</strong>des ikke blot 1 bestemt frekv<strong>en</strong>s. Det er bredspektret, <strong>dvs</strong>. <strong>en</strong> kombination af flere<br />
frekv<strong>en</strong>ser.<br />
Jo varmere et legeme er, jo mere stråling uds<strong>en</strong>des totalt fra legemet. <strong>Stråling</strong><strong>en</strong> stiger <strong>med</strong><br />
<strong>temperatur</strong><strong>en</strong> i 4. pot<strong>en</strong>s )<br />
Jo varmere legemet er, jo mere stråling uds<strong>en</strong>des <strong>med</strong> højere frekv<strong>en</strong>s.<br />
Jo varmere legemet er, jo hurtigere svinger atomerne, og jo højere frekv<strong>en</strong>s uds<strong>en</strong>des.<br />
Når der uds<strong>en</strong>des stråling<strong>en</strong> falder legemets <strong>temperatur</strong>. M<strong>en</strong> ikke hvis der er ligevægt. Så modtages<br />
nemlig samme mængde stråling fra omgivelserne.<br />
Vore øjne:<br />
Vore øjne opfatter kun et meget smalt spektrum af d<strong>en</strong> totale uds<strong>en</strong>dte stråling.<br />
De laveste frekv<strong>en</strong>ser, øjn<strong>en</strong>e kan opfatte, opfattes som rød. De højeste som blå.<br />
Hvis der modtages <strong>en</strong> <strong>en</strong>sartet blanding af stråling i <strong>det</strong> smalle synlige spektrum, opfattes <strong>det</strong> af øjet<br />
som hvidt.<br />
Er blanding<strong>en</strong> ikke <strong>en</strong>sartet, vil opfattels<strong>en</strong> af stråling<strong>en</strong>s farve være tilsvar<strong>en</strong>de.<br />
En blanding af Rød, Blå og Grøn opfattes som hvidt. Det er de farver, prikkerne på et gammelt TV<br />
har.<br />
2
Formler:<br />
Uds<strong>en</strong>dt <strong>Stråling</strong>smængde:<br />
W<br />
Q A T W m K<br />
m K<br />
4 2 4<br />
2 4<br />
<strong>Stråling</strong><strong>en</strong>s Peakfrekv<strong>en</strong>s,<br />
eller c<strong>en</strong>ter-frekv<strong>en</strong>s.<br />
Peak<br />
3<br />
2,898 10<br />
m m<br />
T<br />
Omregning mellem bølgelængde og<br />
frekv<strong>en</strong>s:<br />
m<br />
c<br />
m s<br />
f 1<br />
s<br />
Q er strålingsmængd<strong>en</strong> fra et legeme.<br />
A er legemets <strong>over</strong>flade-areal i m 2 .<br />
Sigma er <strong>en</strong> proportionalitetskonstant ( Stephan-Boltzmans<br />
konstant ) som er: 5.6703 10 -8 [W/m 2 K 4 ]<br />
T er <strong>temperatur</strong><strong>en</strong> i Kelvin.<br />
LambdaMax er peakfrekv<strong>en</strong>s<strong>en</strong> af <strong>det</strong> udstrålede spektrum.<br />
2,898EE-3 er <strong>en</strong> konstant<br />
T er <strong>temperatur</strong><strong>en</strong> i Kelvin.<br />
Se eksempel ned<strong>en</strong>for:<br />
Nogle gange angives i meter, andre gange i frekv<strong>en</strong>s.<br />
Lambda er bølgelængde<br />
c er <strong>en</strong> konstant, der er lysets hastighed,<br />
f er frekv<strong>en</strong>s<strong>en</strong>.<br />
Lys bevæger sig <strong>med</strong> <strong>en</strong> hastighed på 3 • 10 8 m/s, som kaldes c.<br />
Frekv<strong>en</strong>s<strong>en</strong> er defineret som antal svingninger pr. sekund.<br />
Bølger uds<strong>en</strong>des <strong>med</strong> <strong>en</strong> længde, bølgelængde, kal<strong>det</strong> λ, [ Lambda ].<br />
Eksempel:<br />
Sol<strong>en</strong>s <strong>over</strong>flade er i g<strong>en</strong>nemsnit 5800 K. Dette giver:<br />
Max<br />
2,898 10<br />
5800<br />
3<br />
m<br />
9<br />
500 10 m (500 Nano-meter)<br />
8<br />
3 10 m<br />
s<br />
500 nm er grøn !! M<strong>en</strong> Sol<strong>en</strong> udstråler også <strong>en</strong>ergi ( bølger eller fotoner ) <strong>med</strong> kortere og længere<br />
bølgelængde <strong>en</strong>d LambdaMax, og <strong>det</strong> m<strong>en</strong>neskelige øje opfatter sol<strong>en</strong>s lys som gulligt / hvidt.<br />
.
En graf, der viser uds<strong>en</strong>dt spektrum ved<br />
forskellige <strong>temperatur</strong>er.<br />
Eksempel: <strong>Stråling</strong> fra Sol<strong>en</strong>s <strong>over</strong>flade.<br />
Hvis Sol<strong>en</strong>s <strong>over</strong>flade har <strong>en</strong> <strong>temperatur</strong>e på 5800 K, og hvis vi antager, at Sol<strong>en</strong> kan opfattes som<br />
et “black body”, kan d<strong>en</strong> uds<strong>en</strong>dte <strong>en</strong>ergi pr tids<strong>en</strong>hed udregnes efter forml<strong>en</strong>:<br />
q/A = σ* T 4 (W/m 2 K 4 )<br />
= 5.6703 10 -8 * (5800 [K]) 4<br />
= 6.42 10 7 W/m 2<br />
<strong>Stråling</strong>smængd<strong>en</strong> fra ikke ideel<br />
stråler:<br />
W<br />
Q A T W m K<br />
m K<br />
4 2 4<br />
2 4<br />
ε = emissivity of the object (= one for a black body)<br />
Q er strålingsmængd<strong>en</strong><br />
A er legemets <strong>over</strong>flade-areal i m 2 .<br />
Epsilon er <strong>en</strong> faktor, = 1 ved black body.<br />
Sigma er <strong>en</strong> proportionalitetskonstant ( Stephan-<br />
Boltzmans konstant ) 5.6703 10 -8 [W/m 2 K 4 ]<br />
T er <strong>temperatur</strong><strong>en</strong> i Kelvin.<br />
Kilde: http://www.<strong>en</strong>gineeringtoolbox.com/radiation-heat-transfer-d_431.html<br />
/ Valle, Nov. 08