Тепловое излучение. Тёмные и светлые тела
⚡ Физика · 8 класс
Что такое тепловое излучение
Излучение — это способ теплопередачи, при котором энергия переносится электромагнитными волнами. Это главное отличие излучения от теплопроводности и конвекции: для него совсем не нужно вещество. Энергия проходит даже через безвоздушное пространство. Именно поэтому тепло Солнца достигает Земли через космический вакуум, где нет ни воздуха, ни жидкости.
Любое тело, температура которого выше абсолютного нуля, излучает энергию. Чем сильнее нагрето тело, тем больше энергии оно отдаёт в единицу времени и тем «горячее» его излучение. Сильно раскалённые тела начинают излучать даже видимый свет: вспомните, как спираль плитки или уголёк в костре светятся красным.
Цвет поверхности и излучение
Способность тела излучать и поглощать энергию сильно зависит от его поверхности. Тёмные шероховатые поверхности и излучают, и поглощают энергию лучше, чем светлые и блестящие. Светлые зеркальные тела хорошо отражают падающее излучение, поэтому медленнее нагреваются на солнце и медленнее остывают, если уже нагреты.
| Поверхность | Поглощение | Излучение | Отражение |
|---|---|---|---|
| Тёмная, матовая | сильное | сильное | слабое |
| Светлая, блестящая | слабое | слабое | сильное |
Этим пользуются в технике и быту. Летом носят светлую одежду, чтобы меньше нагреваться на солнце. Радиаторы отопления красят в тёмный цвет для лучшей отдачи тепла в комнату. Баки для нагрева воды на солнце делают чёрными, а вот стенки космических аппаратов покрывают блестящей фольгой, чтобы защитить их от перегрева солнечными лучами.
Разбор опыта
Возьмём два одинаковых сосуда с горячей водой: один с тёмной поверхностью, другой с блестящей. Поставим в каждый термометр и проследим за остыванием.
Тёмный сосуд: излучает сильнее -> остывает быстрее. Блестящий сосуд: излучает слабо -> остаётся тёплым дольше.На этом же принципе устроен термос. Его внутренние стенки делают зеркальными, чтобы они почти не излучали тепло наружу, а между стенками создают вакуум, который не проводит тепло. Поэтому горячий чай в термосе долго остаётся горячим, а холодный напиток — холодным.
Излучение вокруг нас
Тепловое излучение получает и сама Земля от Солнца, и человек у костра — даже не прикасаясь к огню, мы чувствуем тепло благодаря излучению. Тепловизоры «видят» это излучение от тёплых тел и позволяют находить людей в темноте или искать потери тепла в стенах домов.
Правило: хороший поглотитель излучения является и хорошим излучателем. Абсолютно чёрная поверхность поглощает почти всю падающую энергию, а зеркальная — отражает.
Кратко о главном
- Излучение переносит энергию волнами и не требует вещества.
- Чем горячее тело, тем больше оно излучает.
- Тёмные матовые тела излучают и поглощают сильнее светлых блестящих.
- Свойство применяют в одежде, радиаторах, термосах и солнечных нагревателях.