Hvad bestemmer, om et objekt er en netto -emitter eller absorber af strålende energi?

Hvorvidt et objekt er en netto -emitter eller absorber af strålende energi bestemmes af -balancen mellem dens emission og absorption af elektromagnetisk stråling. Denne balance afhænger af følgende faktorer:

1. Temperatur:

* varmere genstande udsender mere stråling: Et grundlæggende princip for termisk fysik er, at genstande ved højere temperaturer udsender mere strålende energi.

* Den udsendte stråling afhænger af temperaturen: Varmere genstande udsender mere højfrekvent stråling (som synligt lys og ultraviolet), mens koldere genstande udsender mere lavfrekvent stråling (som infrarød).

2. Emissivitet (ε):

* Emissivitet repræsenterer objektets effektivitet i at udsende stråling: Det spænder fra 0 (ingen emission) til 1 (perfekt emission). En sortkrop har en emissivitet på 1, hvilket betyder, at den udsender al den stråling, den kan ved dens temperatur.

* En højere emissivitet betyder en mere effektiv emitter: En overflade med høj emissivitet vil udsende mere energi ved en given temperatur end en overflade med lav emissivitet.

3. Absorptivitet (α):

* absorptivitet repræsenterer objektets effektivitet i absorberende stråling: Det spænder også fra 0 (ingen absorption) til 1 (perfekt absorption).

* En højere absorptivitet betyder en mere effektiv absorber: En overflade med høj absorptivitet vil absorbere mere energi ved en given temperatur end en overflade med lav absorptivitet.

4. Reflektivitet (ρ):

* refleksionsevne repræsenterer objektets effektivitet i reflekterende stråling: Det er den brøkdel af stråling, der reflekteres af objektet.

* en højere refleksionsevne betyder en mindre effektiv absorber: En overflade med høj refleksionsevne vil absorbere mindre stråling og derfor være en mindre effektiv absorber.

Kirchhoffs lov: Denne lov siger, at ved termisk ligevægt er absorptiviteten og emissiviteten af ​​et objekt lige. Dette betyder, at en god absorber også er en god emitter, og en dårlig absorber er også en dårlig emitter.

Bestemmelse af nettoemission/absorption:

Et objekt er en nettemitter Når det udsender mere stråling end den absorberer. Dette sker, når dens temperatur er højere end omgivelserne og dens emissivitet er højere end dens absorptivitet.

Et objekt er en nettoabsorber Når det absorberer mere stråling end den udsender. Dette sker, når dens temperatur er lavere end omgivelserne og dens absorptivitet er højere end dens emissivitet.

Kortfattet: Balancen mellem et objekts emission og absorption af strålende energi bestemmer, om det er en netto -emitter eller absorber. Denne balance er påvirket af objektets temperatur, emissivitet, absorptivitet og refleksionsevne.