Seuraa 
Viestejä1309

3000 kelvinin musta kappale säteilee. Aallonpituusalueet ovat välillä ?, mutta ainakin näkyvä valo ja infrapunaa esiintyy. Eli 550 nm - 1 mm. Energiamäärät vaihtelevat 0 - 60 ?. 

Minkä vuoksi korkein enegiamäärä tai itse asiassa maximi energiamäärä 60 on juuri infrapuna-alueella eli 1 mm kohdalla. Vaikka aallonpituusalue jatkuu 1 mm kummallekin puolelle. Eli esim. 200 nm - 5 mm.

Energia eli E = hf eli vain säteilyn frekvenssin suuruus lisää energian määrää. Onko niin että frekvenssi on KORKEIN MAHDOLLINEN juuri 1 mm aallonpituuden kohdalla?

Aallonpituus = c jaettuna f. 1 mm = c jaettuna 300 ?Hz 

Onko siis niin, että 3000 Kelvinin mustan kappaleen säteilyn maximi frekvenssi on 300 ?Hz. Välittämättä koskaan säteilyn aallonpituudesta?

Entä muut lämpötilat esim. 6000 Kelviniä. Miten lasketaan mikä on 6000 Kelvinin mustan kappaleen säteilyn maximi frekvenssi?

 

https://fi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4hk%C3%B6magneettinen_spektri

 

 

Kommentit (14)

NytRiitti
Seuraa 
Viestejä3192
Titanic

3000 kelvinin musta kappale säteilee. Aallonpituusalueet ovat välillä ?, mutta ainakin näkyvä valo ja infrapunaa esiintyy. Eli 550 nm - 1 mm. Energiamäärät vaihtelevat 0 - 60 ?. 

Minkä vuoksi korkein enegiamäärä tai itse asiassa maximi energiamäärä 60 on juuri infrapuna-alueella eli 1 mm kohdalla. Vaikka aallonpituusalue jatkuu 1 mm kummallekin puolelle. Eli esim. 200 nm - 5 mm.

Energia eli E = hf eli vain säteilyn frekvenssin suuruus lisää energian määrää. Onko niin että frekvenssi on KORKEIN MAHDOLLINEN juuri 1 mm aallonpituuden kohdalla?

Aallonpituus = c jaettuna f. 1 mm = c jaettuna 300 ?Hz 

Onko siis niin, että 3000 Kelvinin mustan kappaleen säteilyn maximi frekvenssi on 300 ?Hz. Välittämättä koskaan säteilyn aallonpituudesta?

Entä muut lämpötilat esim. 6000 Kelviniä. Miten lasketaan mikä on 6000 Kelvinin mustan kappaleen säteilyn maximi frekvenssi?

 

https://fi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4hk%C3%B6magneettinen_spektri

 

 

https://fi.wikipedia.org/wiki/Wienin_siirtym%C3%A4laki

o_turunen
Seuraa 
Viestejä14900
Titanic

Onko siis niin, että 3000 Kelvinin mustan kappaleen säteilyn maximi frekvenssi on 300 ?Hz. Välittämättä koskaan säteilyn aallonpituudesta?

Sähkömagneettisen säteilyn taajuus on se, mitä lähetin lähettää. Aallonpituus sitten riippuu väliaineesta ja voi olla melkein mitä tahansa.

 

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi. Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla
Titanic
Seuraa 
Viestejä1309

Jos frekvenssi on c jaettuna aallonpituus ja sitä energisempää säteily on mitä pienempi on aallonpituus niin miten sitten on lämmön kokemuksen kanssa. IR säteily tuntuu iholla lämpimältä ja käytetäänkin nimitystä lämpösäteily. 

Mutta voiko näkyvän valon aallonpituus eli noin 500 nm tuntua jostakin muusta eläinlajista vaikkapa linnuista lämpimältä. Eli onko nimitys lämpösäteily ihmisen aisteihin suhteutettu ainoastaan.

Minkä vuoksi IR säteily on energisintä, vaikka sen aallonpituus on suhteellisen pitkä. Mitä lyhyempi aallonpituus on sitä energisempää pitäisi säteilyn olla? Minkä vuoksi mikään eliölaji ei tunne ultraviolettisäteilyä lämpimänä tai lämpöä aiheuttavana? Minkä vuoksi materia esim. kivi ei lämpiä kun siihen kohdistetaan ultraviolettisäteilyä?

Minkä vuoksi pitkäaaltoinen IR säteily on se, joka lämmittää materiaa ja eliöitä?

hmk
Seuraa 
Viestejä1023
Titanic

Jos frekvenssi on c jaettuna aallonpituus ja sitä energisempää säteily on mitä pienempi on aallonpituus niin miten sitten on lämmön kokemuksen kanssa. IR säteily tuntuu iholla lämpimältä ja käytetäänkin nimitystä lämpösäteily. 

Mutta voiko näkyvän valon aallonpituus eli noin 500 nm tuntua jostakin muusta eläinlajista vaikkapa linnuista lämpimältä. Eli onko nimitys lämpösäteily ihmisen aisteihin suhteutettu ainoastaan.

Minkä vuoksi IR säteily on energisintä, vaikka sen aallonpituus on suhteellisen pitkä. Mitä lyhyempi aallonpituus on sitä energisempää pitäisi säteilyn olla? Minkä vuoksi mikään eliölaji ei tunne ultraviolettisäteilyä lämpimänä tai lämpöä aiheuttavana? Minkä vuoksi materia esim. kivi ei lämpiä kun siihen kohdistetaan ultraviolettisäteilyä?

Minkä vuoksi pitkäaaltoinen IR säteily on se, joka lämmittää materiaa ja eliöitä?

Ei IR-säteilyllä ole mitään erityistä lämmittävää ominaisuutta muihin aallonpituuksiin verrattuna; kunhan säteily on riittävän intensiivistä ja sitä absorboituu riittävästi kohteeseen, niin se lämmittää kohdetta. Auringonvalo tunnetusti lämmittää ja se on pääosin näkyvää valoa. Aseta paperia suurennuslasin polttopisteeseen ja kohdista siihen auringonvaloa niin huomaat, että se lämmittää jopa varsin voimakkaasti. Myös mikroaaltosäteily (tunnetusti) lämmittää sellaista ainetta, johon sitä absorboituu. Samoin radiosäteily, jne.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31260
Titanic
Mutta voiko näkyvän valon aallonpituus eli noin 500 nm tuntua jostakin muusta eläinlajista vaikkapa linnuista lämpimältä. Eli onko nimitys lämpösäteily ihmisen aisteihin suhteutettu ainoastaan.

488 nm, 514 nm ja 532 nm ainakin tuntuvat iholla lämpimiltä. Kokemusta on. Paitakin on samaa mieltä.

Kaikki ihoon absorboituva säteily lämmittää. Lyhytaaltoinen valo tuottaa helpomminkin lämpöaistimuksen, koska se absorboituu pienempään tilavuuteen lähelle pintaa. 1 W:n vihreä lasersäde tuntuu polttavana pistona mutta samantehoinen ja -kokoinen 800 nm:n säde hieman lämmittää, koska se tunkeutuu paljon syvemmälle kudoksiin.

IR-säteilyä kutsutaan lämpösäteilyksi vain siksi, että käytännössä kuumat kappaleet säteilevät suurimman osan tehostaan sillä alueella. Mutta jos tarjolla on sama intensiteetti lyhytaaltoista säteilyä, se lämmittää yhtä paljon (jos oletetaan sama absorptio).

 

QS
Seuraa 
Viestejä5043

Sähkömagneettisen säteilyn reagointi materian kanssa riippuu niin monesta tekijästä.

Radio/mikroaallot yleensä vaikuttavat atomien tai molekyylien sähköiseen varaukseen tai asettavat ne johonkin suuntaan sähköisen varauksen suhteen. Näinhän toimivat antennit. Tai mikroaaltouunit, joissa vesimolekyylit reagoivat säteilyyn. Se voi johtaa myös lämmön syntyyn molekyylien liikkeen ansiosta. Tuo taas voi johtaa siihen, että kappale alkaa emittoida fotoneja IR alueella, josta tulee osittain IR-lämpösäteilyn nimitys....

Näkyvän valon alueella taas ei juuri lämpenemistä. Näkyvä valo saa aikaan atomissa tai molekyylissä viritystilan muuttumisen. Se ei välttämättä aiheuta lämpöliikettä rakenteessa. Ihmisen näkökin perustunee näköhermojen molekyylien viritystilan muuttumiseen, samoin kuin fotosynteesi ja vastaavat. IR alueen valo taas ei saa tällaista aikaan.

Muistan lukeneeni, että jotkut eläimet käyttävät nestettä sisältäviä soluja IR valon näkemiseen (näkösolujen sijasta). Neste lämpenee, ja tästä tulee IR valon lämmittävä vaikutus. Auringon valosta puolet on suurienergistä IR säteilyä.

UV valo sisältää jo niin paljon energiaa, että se voi muuttaa molekyylien rakennetta. Lyhytaaltoisimmillaan (lähellä röntgensäteilyä) se saa elektronejakin irtoamaan, mutta UV valo ei pysty tunkeutumaan kiiteisiin aineisiin kovin syvälle, jo ikkunalasi pysäyttää sen. Kiveenkään se ei uppoa sisään.

Rötgensäteet taas eivät absorboidu, vaan törmäilevät ja pääsevät materiaalin läpi, jolloin lämpövaikutus ei ole suuri. Gammasäteet puolestaan hajottavat ainetta, josta väistämättä seuraa lämpöä kun materia hajoaa ja muuttuu liike-energiaksi ja monelaiseksi muun aallonpituuden säteilyksi.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä31260
Quantum State
Näkyvän valon alueella taas ei juuri lämpenemistä. Näkyvä valo saa aikaan atomissa tai molekyylissä viritystilan muuttumisen. Se ei välttämättä aiheuta lämpöliikettä rakenteessa. Ihmisen näkökin perustunee näköhermojen molekyylien viritystilan muuttumiseen, samoin kuin fotosynteesi ja vastaavat. IR alueen valo taas ei saa tällaista aikaan.

Nuo ovatkin sitten suunnilleen ainoat biologiset mekanismit, joissa käytännössä kaikki absorboitunut näkyvä valo ei muutu lämmöksi. Esimerkiksi iholla järkevällä tarkkuudella kaikki valo mikä ei heijastu muuttuu lämmöksi.

QS
Seuraa 
Viestejä5043

Jep, Neutroni, näin se taitaa olla.

Mutta älyttömän hieno rakennelma maapallolle on syntynyt, kun fotoniksi kutsuttu energiapaketti vaikuttaa aivan eri tavoilla (ja juuri tilanteisiin sopivilla tavoilla) aallonpituudesta riippuen.

Titanic
Seuraa 
Viestejä1309

https://fi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4hk%C3%B6magneettinen_spektri#/media/File:Spectre.svg

Olen silti yhä hieman ymmällä. Tämän kuvan perusteella voisi vetää johtopäätöksen, että joka toinen aaltoalue on vaarallinen ja joka toinen aaltoalue vaaraton?

Gamma, Ultravioletti ja Infrapuna ovat polttavia ja lämmittäviä ja tuhoavia.

Röntgen, Näkyvä valo ja Radioaallot puolestaan kylmiä ja hyödyllisiä.

Pitäisi olla jokin laki, joka selittää miksi niin on?

Googlella löysin sivun, jossa puhuttiin useista säteilysuureista:

1. Energia Q Radianat energy : Joule

2. Säteilyvirta F Radiant Flux : Joule / sekunti

3. Tehotiheys E Irradiance : W / m2

 

Voisiko olla niin, että energian lisäksi Tehotiheys vaikuttaa siihen miten energiseltä säteily tuntuu tai miten paljon se lämmittää kohdetta? Herää tietysti kysymys: Minkä vuoksi valon Tehotiheys on pieni ja Infrapunan suuri?

 

 

 

MooM
Seuraa 
Viestejä7535
Titanic

https://fi.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4hk%C3%B6magneettinen_spektri#/media/File:Spectre.svg

Olen silti yhä hieman ymmällä. Tämän kuvan perusteella voisi vetää johtopäätöksen, että joka toinen aaltoalue on vaarallinen ja joka toinen aaltoalue vaaraton?

Gamma, Ultravioletti ja Infrapuna ovat polttavia ja lämmittäviä ja tuhoavia.

Röntgen, Näkyvä valo ja Radioaallot puolestaan kylmiä ja hyödyllisiä.

Pitäisi olla jokin laki, joka selittää miksi niin on?

Googlella löysin sivun, jossa puhuttiin useista säteilysuureista:

1. Energia Q Radianat energy : Joule

2. Säteilyvirta F Radiant Flux : Joule / sekunti

3. Tehotiheys E Irradiance : W / m2

 Voisiko olla niin, että energian lisäksi Tehotiheys vaikuttaa siihen miten energiseltä säteily tuntuu tai miten paljon se lämmittää kohdetta? Herää tietysti kysymys: Minkä vuoksi valon Tehotiheys on pieni ja Infrapunan suuri?

Tietenkin teholla on merkitystä. Erityisesti systeemeissä, joissa lämpö pääsee poistumaan. Jos teho on pieni, energiaa siirtyy hitaasti ja lämpö ehtii karata/tasaantua/johtua jne. ja lämpötila ei muutu niin paljon. Nopeasti annettuna sama energia lämmittää enemmän.

Tehotiheys kertoo vain tehon jotain pinta-alaa tai tasoa kohti. Jos ajattelee vaikka aurinkoa, sen säteilyn intesiteetti on vakio, mutta pienelle alalle tulee nettona energiaa vähemmän kuin isommalle.

En ymmärrä viimeistä väitettä. Tarkoitatko, miksi auringosta tulee infrapunaa isommalla intensiteetillä kuin näkyvää valoa? Tämä riippuu täysin valonlähteestä, esim. valaisimissa käytetyistä ledeistä tulevassa valossa infrapunan osuus on pieni. Jos taas ajatellaan samaa määrää fotoneita aikayksikössä, näkyvä valo kuljettaa enemmän energiaa ja sen tehotiheys on suurempi kuin infrapunan.

Tehossakin pitää vielä tietää, puhutaanko säteilyn tehosta (tai intensiteesistä) vai absorptiotehosta. Jälkimäinen on se, mikä lämmittää.

"MooM": Luultavasti entinen "Mummo", vahvimpien arvelujen mukaan entinen päätoimittaja, jota kolleega hesarista kuvasi "Kovan luokan feministi ja käheä äänikin". https://www.tiede.fi/keskustelu/4000675/ketju/hyvastit_ja_arvioita_nimim...

QS
Seuraa 
Viestejä5043

Näin minäkin ajattelisin, intensiteetti on merkittävä, mutta niin on absorptiokin. Saa näkyvästä valostakin polttavaa esim. laserilla, jonka intensiteetti (samanvaiheisten fotonien määrä) on valtava.

Sana "polttava" on hiukan harhaanjohtava. Esim Röntgen, Gamma ja UV-säteet harvoin polttavat lämpötilaa nostamalla, vaan tuhoamalla kudosta, joka tuntuu myöhemmin poltteena. Edellä mainituille on tyypillistä sekin, että "poltto" syntyy vasta tuntien tai jopa vuorokausien jälkeen altistumisesta. Tietysti jos gamma/röntgen/uv -laserin rakentaa, niin polttaa varmasti samantien : )

Auringonvalossa käsittääkseni säteilyvoimakkuus on suurin näkyvällä valolla, ei IR alueella. Mutta IR-valon aallonpituus saa aikaan lämpöä tuottavaa liikettä aineessa, vaikka sätelilyvoimakkuus onkin vähän matalampi. Jos olisi paljon korkeampi, niin paistuisi koko pallo...

Beer-Lambertin laki kuvaa säteilyn kykyä tunkeutua: https://en.wikipedia.org/wiki/Beer%E2%80%93Lambert_law

Titanic
Seuraa 
Viestejä1309

"Ei IR-säteilyllä ole mitään erityistä lämmittävää ominaisuutta muihin aallonpituuksiin verrattuna; kunhan säteily on riittävän intensiivistä ja sitä absorboituu riittävästi kohteeseen, niin se lämmittää kohdetta"

Eli on katsottava, että perustuu pelkästään ihon rakenteeseen se mikä säteilyn aallonpituus on vahingollista ja lämmittää eniten. Tavallinen valo voisi kuumentaa ihon yhtä kuumaksi kuin IR mikäli ihon rakenne olisi tiiviimpi.

Voidaan kai olettaa, että on luomakunnassa tai BigBangkunnassa iho- tai höyhenrakenteita, joita tavallinen valo lämmittää yhtä paljon kuin IR säteily tai jopa enemmän, koska tavallinen valo lienee energisempää kuin IR.

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Uusimmat

Suosituimmat