Question

Энергия, каких электромагнитных волн является тепловой? Каким образом можно обнаружить тепловое излучение? Помогите пожалуйста.

Answer 1

Тепловое излучение
Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение, возникающее за счёт внутренней энергии тела. Имеет сплошной спектр, расположение и интенсивность максимума которого зависят от температуры тела. При остывании последний смещается в длинноволновую часть спектра[1].

Тепловое излучение испускают, например, нагретый металл, земная атмосфера и белый карлик[1][2].

Причиной того, что вещество излучает электромагнитные волны, является устройство атомов и молекул из заряженных частиц, из-за чего вещество пронизано электромагнитными полями. В частности, при столкновениях атомов и молекул происходит их ударное возбуждение с последующим высвечиванием. Характерной чертой является то, что при усреднении коэффициента излучения по максвелловскому распределению, начиная с энергий hν ∼ kT, в спектре начинается экспоненциальный завал.[3]

В случае если излучение находится в термодинамическом равновесии с веществом, то такое излучение называется равновесным. Спектр такого излучения эквивалентен спектру абсолютно чёрного тела и описывается законом Планка. Однако в общем случае тепловое излучение не находится в термодинамическом равновесии с веществом, таким образом более горячее тело остывает, а более холодное наоборот нагревается. Спектр такого излучения определяется законом Кирхгофа.

Answer 2

Тепловое излучение представляет собой электромагнитные волны определенного диапазона частот, которые называются инфракрасным (ИК) излучением. Инфракрасные волны имеют длины в диапазоне от приблизительно 700 нм (нанометров) до 1 мм (миллиметра). Они отличаются от видимого света, который имеет более короткие длины волн и может быть воспринят нами человеческим глазом.

Каждый объект с температурой выше абсолютного нуля (0 К или около -273.15 °C) излучает инфракрасное тепловое излучение. Чем выше температура объекта, тем больше теплового излучения он излучает.

Обнаружить тепловое излучение можно различными способами, включая:

1. Инфракрасные камеры: Эти устройства используют инфракрасные детекторы для преобразования инфракрасного излучения в видимое изображение. Таким образом, они позволяют нам "видеть" тепловое излучение объектов, даже если они не видимы невооруженным глазом.

2. Тепловизионные приборы: Тепловизоры, или тепловизионные камеры, это особый тип инфракрасных камер, которые отображают тепловое излучение в цветах или оттенках серого для создания более детальных тепловых карт.

3. Термометры: Термометры, измеряющие температуру на расстоянии, также могут использоваться для обнаружения теплового излучения. Они могут быть направлены на объект, и их измерения основаны на количестве излучаемого тепла.

4. ИК-фильтры: Некоторые фотоаппараты и камеры могут быть оснащены инфракрасными фильтрами, которые позволяют захватывать инфракрасные изображения.

5. Пирометры: Это приборы, которые измеряют температуру на основе интенсивности теплового излучения, излучаемого поверхностью объекта.

Обнаружение теплового излучения имеет множество применений, включая научные исследования, тепловую диагностику, наблюдение за дикой природой, поиск людей и животных, контроль процессов в промышленности и многие другие области.