Tudás

Home/Tudás/Részletek

Hogyan melegíti fel a mikrohullámú sütő az ételt annak ellenére, hogy nem bocsát ki hősugárzást?

A mikrohullámú sütő hősugárzást termel az élelmiszerek melegítésére. A hősugárzás magában foglalja a mikrohullámú sugárzást is. Valamiért a főiskola előtti oktatók és a tankönyvek tévesen azt hiszik, hogy a hősugárzás és az infravörös sugárzás ugyanaz. Az elektromágneses spektrum magában foglalja a rádióhullámokat, mikrohullámokat, infravörös hullámokat, látható fényt, ultraibolya fényt, röntgen- és gamma-sugarakat, amelyek mindegyike energiát hordoz. Valamennyi sugárzási frekvencia termikus sugárzásnak minősülhet, mivel ezek mindegyike egy tárgy felmelegedését okozza. A "hősugárzás" kifejezést a fizikusok olyan sugárzás leírására használják, amely felmelegíthet egy tárgyat, amikor az érintkezik vele. Vagy a frekvencia széles tartományára utalnak, meghatározott formával, amely az emitter hőmérsékletétől függően változik.

 

2000 K termikus spektrum
Ez a grafikon a 2000 K hőmérsékletű feketetest objektum által kibocsátott hősugárzás frekvenciaspektrumát mutatja. Noha a hősugárzás nagy részét az infravörös frekvenciatartomány teszi ki, bizonyos hősugárzás mikrohullámú, látható fény és ultraibolya sugárzás formájában is megnyilvánul. A görbe értelmezhetőségének megkönnyítése érdekében vegye figyelembe, hogy mind a frekvenciatengely, mind a teljesítménytengely logaritmikus skálán van ábrázolva. A kép közkinccsé, szerző: Christopher S. Baird.

info-602-287

Egy izzó anyag kisugárzott sugárzásának spektrumának csúcsa annál magasabb frekvenciára emelkedik, minél melegebb a test. Így a csillagászok úgy számíthatják ki a csillag hőmérsékletét, hogy megfigyelik a különböző frekvenciák relatív fényességét a fényében. Ebben az összefüggésben a "termikus" kifejezés a sugárforrás hőmérséklete és spektrális formája közötti összefüggésre utal. A "nem termikus sugárzás" viszont olyan fényre utal, amely nincs összefüggésben a forrás hőmérsékletével. Például a fűtött izzószáltól eltérően a lézerek más folyamatot használnak a fény előállítására. Ennek eredményeként a lézerfény nem hősugárzás, és független a lézer hőmérsékletétől. A lézerfény azonban továbbra is energiát hordoz, és képes felmelegíteni a közeli dolgokat. Ha – ahogy sok főiskola előtti tanár teszi – Ön a „hősugárzást” olyan sugárzásként határozza meg, amely energiát továbbít és felmelegíti a tárgyakat, akkor minden sugárzás, függetlenül a frekvenciától vagy a spektrális szerkezettől, e meghatározás alá tartozik. Az elektromágneses sugárzás révén a mikrohullámú sütő pontosan ugyanúgy melegíti a levest, mint a tábortűz a lakókat. Talán azért, mert az élő emberi testek olyan hőmérsékleten vannak, ahol a hősugárzás csúcspontja az infravörös tartományban van, az a tévhit, hogy csak az infravörös sugárzás termikus. Egy katona infravörös szemüveget visel, hogy éjszaka észrevegye az embereket. A nap hősugárzása azonban a látható fény frekvenciatartományában tetőzik, és ugyanolyan forró. Valójában a légkör elnyeli a napfény infravörös spektrumának nagy részét, így megakadályozza, hogy a felszínen elérje az embert. Annak ellenére, hogy nagyon kevés infravörös sugárzással rendelkezik, a napfény nem tud felmelegíteni minket, és spektrális szerkezete összefügg a nap melegével.