在生活中,我們會(huì)碰到一些物體受熱時(shí)就會(huì)發(fā)光,而我們也清楚的知道,一些發(fā)光的物體很燙。
但為什么會(huì)這樣呢?為什么有些物體溫度高到一定程度就會(huì)發(fā)光?
準(zhǔn)確地說(shuō),任何在 零度以上的物體都會(huì)發(fā)光,只是在大多數(shù)情況下,這些光是我們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的。
高于 零度的物體都會(huì)發(fā)光
為什么這么說(shuō)呢,因?yàn)橛袃?nèi)能的物體(也就是有溫度的物體)不斷地運(yùn)動(dòng)(原子層面),互相反彈,這些碰撞有效地將熱能轉(zhuǎn)化為輻射能。
為了更好的理解這一點(diǎn),我們想象下兩輛車(chē)相撞的情況,是不是有些碎片會(huì)飛出來(lái)呢?
現(xiàn)在回到原子的世界,同樣的事情也會(huì)發(fā)生,當(dāng)它們相互作用時(shí),有些“碎片”也會(huì)飛出來(lái),而當(dāng)這些“碎片”中有一些以光子形式存在時(shí),我們就能看到它發(fā)光了。
這種能量也可以解釋為什么火在不接觸它的情況下也能感覺(jué)到它的溫暖,因?yàn)闊崃?ldquo;輻射”到我們的身體(至少主要是輻射)。
那為什么我們的眼睛看不到所有的熱呢?
原因很簡(jiǎn)單,我們不可能看到無(wú)線電波或其他很多東西,我們只能看到宇宙中可能存在的“光”的一小部分。
圖為:電磁波譜
而溫度轉(zhuǎn)化為粒子運(yùn)動(dòng)是有規(guī)律的,它是粒子的(熱)速度正比于其溫度的平方根。
在某一種材料中(如燒紅的鐵),金屬中的微粒受到一種勢(shì)能的作用,使它們聚集在一起; 隨后,微粒因溫度變化而發(fā)生熱振蕩,并保持在該能級(jí)下,同時(shí)因?yàn)樗鼈冊(cè)谡袷,所以它們必須加速,?dāng)電荷粒子加速時(shí),它會(huì)向外輻射發(fā)光。
這種光的波長(zhǎng)與加速度的大小有關(guān),加速度的大小(在我們的例子中)與溫度有關(guān)。因此,熱物體的顏色實(shí)際上可以用來(lái)告訴我們溫度。
同樣的,如果我們知道溫度,我們也能知道它是什么顏色(當(dāng)然不是反射太陽(yáng)光),這個(gè)方程叫做維恩定律。
所以當(dāng)物體足夠熱時(shí),使波長(zhǎng)在我們的視覺(jué)范圍內(nèi)(380nm-780nm)時(shí),我們才能看見(jiàn)。
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