Intensitet versus våglängd - Emission
Jag förstår inte detta med emissions, fotoner, absorption - behöver lite hjälp för att komma någonstans: Om någon kunde förklara grafen ovan.
I texten till står att den är för en kropp som emitterar strålning när den värms - men jag vet inte hur jag ska tolka den.
Det är olika temperaturer - och vid de olika temperaturerna så skickar kroppen ut olika strålning. Men sedan kommer jag inte längre. Jag hade spontant tänkt att:
Kroppen hettas till x-grader = den skickar ut foton med viss energi
y-grader = annan energi
och att ju högre upphettningstemperatur = ju högre energi i fotonen som kommer ut.
Men så har man intensitet: antal fotoner ut per sekund per... vad? som skickas ut för m2 av kroppen? som träffar omgivningen per m2?
Och våglängden - nja förstår inte hur jag ska tolka detta.
Du blandar ihop två olika typer av strålning som ett ämne kan avge.
ALLA ämnen (och objekt) avger värmeenergi i form av elektromagnetisk strålning. Denna strålning kallas för svartkroppsstrålning och hur mycket som avges bestäms av objektets temperatur och hur nära objektet är att vara en perfekt svartkropp (kallas för emissivitet). Objektet tar också upp strålning från omgivningen och när det avges och tas upp lika mycket strålningsenergi befinner sig objektet i strålningsbalans.
Svartkroppsstrålningen avges som mest vid en specifik våglängd som ges av Wiens förskjutningslag. Det är den punkt på respektive kurva där intensiteten är som högst.
Sedan kan ämnen avge ljus vid vissa enstaka våglängder till följd av att dess atomer exciteras och sedan dexciteras. Detta ger upphov till något som kallas för ett emissionsspektrum.
Naturliga ljuskällor som solen och en braseld avger både svartkroppstrålning och strålning till följd av excitationer.
Den våglängd som ger högst intensitet vid svartkroppsstrålning har ganska stor betydelse i en rad sammanhang. Djur och människor har en temperatur där man strålar mest i den infraröda delen av spektrat och därför kan man t.ex. observera dem med värmekamera (som kan se i infrarött ljus). Solen strålar som starkast med grönt ljus och genom evolutionen har vi blivit bäst på att ”se” i grönt ljus av just den anledningen.
Hm... får fundera över vad du skrivit - dock förstår jag inte grafen, vad den visar. Är det att om kroppen är vid tex 2000K och strålas med 2000 nm våglängd kommer den skicka ut högst intensitet? Nej jag förstår inte...
Kurvorna hör ihop med varsin temperatur hos strålaren, kanske tre olika lampor med de angivna temperaturerna. Kurvan beskriver sedan hur pass intensivt strålkällan strålar vid olika våglängder. De varmaste källan sänder ut mest strålning vid en kortare våglängd jämfört med de andra två.
Teraeagle skrev:Kurvorna hör ihop med varsin temperatur hos strålaren, kanske tre olika lampor med de angivna temperaturerna. Kurvan beskriver sedan hur pass intensivt strålkällan strålar vid olika våglängder. De varmaste källan sänder ut mest strålning vid en kortare våglängd jämfört med de andra två.
Men vart "kommer" våglängden ifrån? För du skriver "vid en kortare våglängd". Om man tar en lampa kan man (om jag inte minns fel) ställa in den på en viss våglängd (som i tex: blått eller rött ljus) men om man tar en kropp låt säga en stjärna - vart kommer våglängden ifrån då?
Förstår om det är svårt att förstå mina frågor - men kanske gör du/ngn annan...
En lampa som sänder ut färgat ljus kan fungera på olika sätt.
En laser sänder ut ljus till följd av att elektroner går från ett högt till ett lägre energitillstånd. Då får man ljus som bara har en enda våglängd, s.k. monokromatiskt ljus.
En lysdiod bygger också på elektroner och energinivåer men här sänds oftast ljus ut vid flera våglängder. I praktiken utgör det dock nästan monokromatiskt ljus.
Om man istället har en ficklampa med t.ex. ett orange filter, så sänder glödlampan ut svartkroppsstrålning som består av massor av våglängder i ett spektrum, ungefär som på din bild. Filtret absorberar sedan de våglängder som motsvarar blått ljus, dvs komplementfärgen till orange. Då får man något som kan beskrivas som "vitt ljus minus blått ljus", vilket våra ögon beskriver som orange.
Angående bilden så kan du tänka såhär: Om strålkällan har temperaturen 2000 kelvin kommer den att skicka ut mest ljus vid en våglängd runt 2000 nm, men den skickar även ut ljus vid 1000 nm, 1454,54 nm, 5038,2 nm och en rad andra våglängder som bildar ett helt spektrum. Det är bara det att strålningen är mest intensiv vid ca 2000 nm.
Om man istället har en strålkälla som håller 1300 K så sänds mest strålning ut 3000 nm, men det skickas fortfarande ut strålning vid alla möjliga våglängder.
Som du kan se så är intensiteten generellt sett högre vid en högre temperatur, vilket beror på att den utstrålade effekten är proportionell mot temperaturen upphjöt till 4. Med andra ord får man en stor ökning i utstrålad effekt (och därmed intensitet) bara genom en liten höjning av temperaturen.
1) Laser:
Men varför går elektronerna bara från viss energinivå till annan - jag vet ju, även om jag inte förstår allt, att tex vätets elektroner kan gå från många olika energinivåer ner till grundnivån. Så hur får man alla vätets atomer att skicka upp sina elektroner här till samma, så alla emitterar samma våglängd när de faller ut?
2) Sedan har jag inte förstått (haft frågan i huvudet ett tag) varför just elektronerna går ner till grundnivån - varför går de inte tex mellan 7 och 5 och då skickar ut en viss foton och sedan 5 till 2 och 2 till 1, vilket ger ytterligare två fotoner - alla tre med olika våglängd?
3) Ficklampan:
Stämmer det att här skickas inte, jämfört med en laser, elektrisk ström genom en gas utan man skickar elektriskt ström genom en metalltråd som hettas upp? Får atomerna termisk energi från strömmen som går genom den, att elektronerna "bump into" atomerna i metalltråden och de får då oordnade rörelser = värms upp? Är det att atomerna exciteras och skickar upp sina elektroner, och sedan emitteras ljus?
4) Ficklampan: vad är det som händer i tråden? För det är detta med black body radiation jag fortfarande inte förstått. Har det med Broglie’s equation och att alla objekt har en våglängd att göra?
"Black-body Radiation. All objects emit electromagnetic radiation according to their temperature. Colder objects emit waves with very low frequency (such as radio or microwaves), while hot objects emit visible light or even ultraviolet and higher frequencies."
Från internet - men jag förstår inte hur det går till, varför de emitterar våglängder och då också varför glödlampan's tråd inte bara emitterar 1 våglängd, apropå texten ovan som jag tolkar som att tex en badboll har 1, solen har... okej den har flera inser jag - men varför?
5) Förstod inte detta med att komplementära färgen absorberas - litet sidospår men något ord jag kan söka på sedan för att lära mig mer om detta sen vid tid?
6)
"Angående bilden så kan du tänka såhär: Om strålkällan har temperaturen 2000 kelvin kommer den att skicka ut mest ljus vid en våglängd runt 2000 nm, men den skickar även ut ljus vid 1000 nm, 1454,54 nm, 5038,2 nm och en rad andra våglängder som bildar ett helt spektrum. Det är bara det att strålningen är mest intensiv vid ca 2000 nm."
Tror detta hör ihop med min fråga ovan om vad svartkroppstrålning är. Strålkällan värms till 2000K. innehar den då vid den temperaturen olika våglängder på något oscillerande sätt?
Jag kan fortfarande inte se vad som händer framför mig, vad som händer i kroppen...
Ber verkligen om ursäkt - men jag greppar detta inte alls.
