Question

Какие физические явления можно наблюдать при включении лампы накаливания, дневного света? перечислите их Помогите пожалуйста, заранее спасибо ​

Answer 1

Ответ:

Лампа накаливания — источник света, в котором происходит преобразование электрической энергии в световую в результате сильно нагретой металлической спирали при протекании через неё электрического тока. В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника (нити накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока).

Объяснение:

Температура тела накаливания повышается после замыкания электрической цепи. Все тела, температура которых превышает температуру абсолютного нуля излучают электромагнитное тепловое излучение в соответствии с законом Планка. Спектральная плотность мощности излучения (Функция Планка) имеет максимум, длина волны которого на шкале длин волн зависит от температуры. Положение максимума в спектре излучения сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн (закон смещения Вина). Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура излучающего тела превышала 570 °C (температура начала красного свечения, видимого человеческим глазом в темноте). Для зрения человека, оптимальный, физиологически самый удобный, спектральный состав видимого света отвечает излучению абсолютно чёрного тела с температурой поверхности фотосферы Солнца 5770 K. Однако неизвестны твердые вещества, способные без разрушения выдержать температуру фотосферы Солнца, поэтому рабочие температуры нитей ламп накаливания лежат в пределах 2000—2800 °C. В телах накаливания современных ламп накаливания применяется тугоплавкий и относительно недорогой вольфрам (температура плавления 3410 °C), рений (температура плавления примерно та же, но выше прочность при пороговых температурах) и очень редко осмий (температура плавления 3045 °C). Поэтому спектр ламп накаливания смещён в красную часть спектра. Только малая доля электромагнитного излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Чем меньше температура тела накаливания, тем меньшая доля энергии, подводимой к нагреваемой проволоке, преобразуется в полезное видимое излучение, и тем более «красным» кажется излучение.

Для оценки физиологического качества светильников используется понятие цветовой температуры. При типичных для ламп накаливания температурах 2200—2900 K излучается желтоватый свет, отличный от дневного. В вечернее время «тёплый» (< 3500 K) свет более комфортен для человека и меньше подавляет естественную выработку мелатонина[1], важного для регуляции суточных циклов организма, и нарушение его синтеза негативно сказывается на здоровье.

Answer 2

При включении лампы накаливания или дневного света можно наблюдать несколько физических явлений:

1. Термоэлектронная эмиссия: Когда электрический ток проходит через нить накаливания, материал нити нагревается. При достаточно высокой температуре начинается эмиссия электронов с поверхности нити в окружающее пространство. Это называется термоэлектронной эмиссией и является основой работы лампы накаливания.

2. Излучение теплового излучения: Нагретая нить лампы накаливания излучает тепловое излучение, которое преимущественно находится в инфракрасном диапазоне. Это излучение мы воспринимаем как тепло и видимое светлое пятно, образующееся на нити накаливания.

3. Излучение видимого света: Часть излучения нити нагревания также приходится на видимый спектр света, что позволяет нам видеть светящуюся нить внутри лампы.

4. Теплопроводность и конвекция: Нагретый элемент лампы накаливания нагревает воздух вокруг него. Тепловой поток от нити вызывает конвекцию - движение воздуха, которое может быть заметно, особенно если лампа расположена в вертикальном положении.

5. Рассеивание тепла: Лампы накаливания требуют хорошей вентиляции или радиаторов для эффективного рассеивания нагретого внутреннего воздуха и предотвращения перегрева. Рассеивание тепла - важный аспект работы ламп накаливания, чтобы не допустить перегрева и повреждения.

6. Электромагнитные эффекты: При протекании электрического тока через нить накаливания могут возникать электромагнитные поля, хотя они обычно намного слабее по сравнению с явлениями, наблюдаемыми, например, в газоразрядных лампах.

Эти явления объясняют основные процессы, происходящие при включении лампы накаливания или дневного света.