Hva astronomer mener med "termisk stråling"

Termisk stråling høres ut som et nerdete begrep du ville sett på en fysikktest. Egentlig er det en prosess som alle opplever når et objekt avgir varme. Det kalles også "varmeoverføring" i prosjektering og "svartkroppsstråling" i fysikken.

Alt i universet stråler varme. Noen ting utstråler mye MER varme enn andre. Hvis et objekt eller en prosess er over absolutt null, gir det varmen. Med tanke på at plassen i seg selv bare kan være 2 eller 3 grader Kelvin (som er ganske pyntet kaldt!), Virker det rart å kalle det "varmestråling", men det er en faktisk fysisk prosess.

Termisk stråling kan måles med veldig følsomme instrumenter - i hovedsak høyteknologiske termometre. Den spesifikke bølgelengden for stråling vil helt avhenge av den nøyaktige temperaturen til objektet. I de fleste tilfeller er ikke den utsendte strålingen noe du kan se (det vi kaller "optisk lys"). For eksempel kan et veldig varmt og energisk objekt stråle veldig sterkt i røntgen eller ultrafiolett, men kanskje ikke se så lyst ut i synlig (optisk) lys. Et ekstremt energisk objekt kan avgi gammastråler, som vi absolutt ikke kan se, etterfulgt av synlig lys eller røntgenlys.

Det vanligste eksemplet på varmeoverføring innen astronomi hva stjerner gjør, særlig vår sol. De lyser og gir fra seg store mengder varme. Overflatetemperaturen til vår sentrale stjerne (omtrent 6000 grader celsius) er ansvarlig for produksjonen av det hvite "synlige" lyset som når jorden. (Sola virker gul på grunn av atmosfæriske effekter.) Andre gjenstander avgir også lys og stråling, inkludert sol systemobjekter (for det meste infrarød), galakser, områdene rundt sorte hull og tåker (interstellare skyer med gass og støv).

Andre vanlige eksempler på termisk stråling i vår hverdag inkluderer spolene på en komfyrtopp når de blir oppvarmet, den oppvarmede overflaten til et strykejern, motoren til en bil, og til og med den infrarøde utslipp fra mennesket kropp.

Når materie blir oppvarmet, overføres kinetisk energi til de ladede partiklene som utgjør strukturen til den materien. Den gjennomsnittlige kinetiske energien til partiklene er kjent som den termiske energien til systemet. Denne formidlede termiske energien vil føre til at partiklene svinger og akselererer, noe som skaper elektromagnetisk stråling (som noen ganger blir referert til som lys).

I noen felt brukes uttrykket "varmeoverføring" når man beskriver produksjonen av elektromagnetisk energi (dvs. stråling / lys) ved oppvarmingsprosessen. Men dette er ganske enkelt å se på begrepet termisk stråling fra et litt annet perspektiv og vilkårene virkelig utskiftbare.

Objekter av svart kropp er de som viser de spesifikke egenskapene til perfekt absorberende hver bølgelengde av elektromagnetisk stråling (noe som betyr at de ikke vil reflektere lys med noen bølgelengde, derav begrepet svart kropp), og de vil også perfekt Emit lys når de varmes opp.

Den spesifikke toppbølgelengden for lys som sendes ut, bestemmes av Wiens lov som sier at bølgelengden for lys som sendes ut er omvendt proporsjonal med temperaturen på objektet.

I de spesifikke tilfellene av objekter fra svart kropp er den termiske strålingen den eneste "kilden" til lys fra gjenstanden.

Gjenstander som vår sol, selv om de ikke er perfekte utslipp fra svarte kroker, har de slike egenskaper. Det varme plasmaet nær solens overflate genererer den termiske strålingen som til slutt bringer den til jorden som varme og lys.

I astronomi hjelper svartkroppsstråling astronomer til å forstå et objekts interne prosesser, så vel som dets interaksjon med nærmiljøet. Et av de mest interessante eksemplene er det som ble gitt av den kosmiske mikrobølgebakgrunnen. Dette er en gjenværende glød fra energiene som ble brukt under Big Bang, som skjedde for rundt 13,7 milliarder år siden. Det markerer poenget da det unge universet hadde avkjølt seg nok til at protoner og elektroner i den tidlige "primordial suppen" ble kombinert for å danne nøytrale hydrogenatomer. Den strålingen fra det tidlige materialet er synlig for oss som en "glød" i mikrobølgeregionen i spekteret.

Redigert og utvidet av Carolyn Collins Petersen