OldComp.cz

Budem probírat středoškolskou fyziku?
Vzpomeň si na tepelné vyzařování: Prad - Pabs = σεA(T4 - Tenv4). (ty čtyřky mají být čtvrté mocniny, protože Stefan-Boltzmannův zákon)
ε je vyzařovací emisivita, která je u reflexníxh objektů blízká nule, u černých blízká jedné.
Dobré pohlcovače jsou tedy i nejlepší vyzařovače. Nejlepší vyzařovač je absolutně černé těleso, příkladem absolutně černého tělesa je třeba Slunce.

Klidne budeme, prosim, ja to nechapu. Tvrzeni ze to tak je mi nestaci. Verim, ze to je nebo muze byt pravda. Vim proc existuje modelove cerne teleso a jak to mysli v hypotetyckych prikladech asi taky chapu, ale vysvetli mi to s tim cernych chladicem. Proc foton, ktery vznikne jako tepelne zareni opusti radeji cerny chladic nez bily. Proc radeji skonci v cernem telese nez bilem (lestenem) mi je jasne, ale proc radeji odchazi vubec nevim.

Což je fakt zajímavá otázka. Vzorec je jedna věc, no jo ale proč to tak je, vysvětlení příčiny selským rozumem?

Možná takhle: Absolutně černé těleso - pohlcovaná a vyzařovaná energie je v termodynamické rovnováze. Povrch tělesa je něco jako filtr, "dírky na povrchu" (tahle představa dírkovaného povrchu to docela dobře znázorňuje). Část dopadající energie se pohltí, část se odrazí. Filtr funguje oběma směry stejně. Černý povrch propouští velkou část energie dovnitř do tělesa a stejně tak působí i opačně, propouští velkou část energie ven z tělesa, protože je to překážka kladená fotonům nezávislá na směru. To co pohlcuje, to i vyzařuje, záleží na rozdílu energií vně a uvnitř. Když je uvnitř přebytek energie (těleso je zahřáté), tak ji stejně dobře umí vypouštět i ven, aby se vyrovnala termodynamická rovnováha. Slunce se svými vlastnostmi blíží absolutně černému tělesu. Chladiče se někdy nechávají nenatřené (stříbrné) i z toho důvodu, že barva když je v silnější vrstvě tak působí i jako tepelný izolant, může snižovat účinnost chlazení, proto je vhodnější elektrolytické eloxování raději než nátěr.

_________________
i++ (INC) increment
i-- (DEC) decrement
i@@ (EXC) excrement

Nie, nie je to celkovou plochou. Plocha cierneho telesa moze byt totozna s plochou bieleho (mozu mat rovnake povrchove nerovnosti na urovni atomov) a predsa bude cierne ovela lepsie pohlcovat ziarenie.
Dobre, ak ti teda dexovo vysvetlenie nestaci, skus na ukazku ty nam vysvetlit fyzikalny princip, preco cierny povrch ovela lepsie pohlcuje ziarenie nez biely. My potom, ak to bude mozne, skusime vymysliet vysvetlenie na podobnej urovni preco cierny povrch je zaroven aj lepsim ziaricom.

Nooo mam doma i chladic v zelene a dokonce v cervene barve, jak je to u nich?
Je to tak, ze cim tmavsi barva tim lepe?
No a pak se muzeme zacit bavit o materialu chladice, med verzus hlinik....

_________________
ZX 81, Zx Spectrum & microdrive, Sinclair QL 2xFDD 3,5´(SD-QL, QubIDE, SGC), ZX Spectrum +2, Didaktik M, Commodore C64 I , Commodore C64 II Ultimate cart, Commodore C128, Commodore Amiga 500, Amiga 600HD, Atari 800XL SDrive, Atari 520ST & HXC usb floppy emulator. --- XBOX 360, Playstation 2, XBox ONE, Oric atmos, Enterprise 128, a několik PC a notebooku.....

Barva je jen výraz vlastnosti pohlcovat nebo vyzařovat určité části spektra záření.
Černá je proto černá, že dobře pohlcuje. Takové těleso pohlcuje tepelné záření, je pro ně dobře prostupné. Ale to znamená, že je prostupné i opačným směrem (nejsou to jednosměrná vrátka, která pouští teplo dovnitř a ne ven). Podobně tepelná vodivost funguje oběma směry.
(Panda to psal - "překážka kladená fotonům nezávislá na směru")
Čili černá plechovka postavená na slunné místo se rychle ohřeje, ale když slunce zajde, je teplá - vyzařuje teplo ven, a rychle vychladne. Lesklá plechovka se rychle nezahřeje (proto jsou hasičské ochranné obleky lesklé), ale když zajde slunce, nezdá se tak teplá (když pouštěla teplo dovnitř špatně, pouští ho špatně i ven) a její obsah nevychladne tak rychle (proto se termosky stříbří, aby hůř propouštěly tepelné vyzařování).

Tohle mi neprijde jako odpoved na moji otazku, ale jenom jako vymluva, nicmene zkusim to tedy, snad se to podari.

Dex ukazuje spravnou vec, ale je to vzorec ktery rika jak to je, ne jak a proc to funguje, minimalne ja to z toho nevidim a me moc zajima proc. Takze ne, nestaci mi to.

Nevim jak obsirne zkusit popsat moji predstavu, aby to nebylo moc trapne. Teplo je elektromagneticke zareni (fotony) urcite frekvence, kterou my vnimame jako teplo a tak tomu rikame. Jine casti spektra stejneho zareni rikame svetlo a dost mozna ze to mimozemstane maji opacne. Kazdopadne berme tohle teplo a tohle svetlo co tady mame, ja to lepe popsat nechci nebo nedokazu.

Ted me napada, ze nedokazu vysvetlit jak a proc presne funguje obycejne zrcadlo, odrazi to fakt dobre, musim se nekde podivat. Tedy o kazdem telese ve viditelne spektru mame nejakou historicky danou predstavu barvy. Je to cast bileho spektra svetla, ktere teleso odrazi a nepohlti. Cernemu telesu se odrazeni moc nedari a nejakou rozumnou "vetsinu" elektromag zareni ve viditlenem spektru pohlti a skoro nic neodrazi, proto je cerne, nase oci nemaji co detekovat, kdyz se nic neodrazilo. A protoze zelene teleso pri dopadu stejneho spektra jak v minulem pripade tu zelenou cast odrazi, tak ji vidime a absorbuje jen ten zbytek. Docela urcite tedy mene nez to cerne.

Uplne fakt "presny" vzorec tedy:

bile spektrum - cerne teleso = 0, pohlceno R G i B
bile spektrum - to cemu rikame zelene teleso = G, kde R a B je pohlceno

Cerne teleso tedy nasaje RGB a zelene jen RB, snad je uveritelne ze RGB>RB a tedy cerne teleso pohltilo vice zareni nez zelene, ktere G odrazilo (nevim jak, to je jak to zrcadlo, ale urcite ano, kdyz to vidim okem)

Pohlcene zareni (fotony) predaji kinetickou energii atomum v krystalicke mrizce a ty zvetsi svoje neusporadane kmitani kolem rovnovazne polohy. Presne to neusporadane kmitani, ktere predstavuje teplo. A tyhle atomy (sice navenek neutralni, ale jejich jednotlive casti uz neutralni nejsou) predstavuji mavajici naboj, ktery zmenou smeru emituje forony, ty kterym zase rikame tepelne zareni (teplo) a ktere unikaji z telesa (z chladice o kterem se tady bavime), ktere vidime treba termokamerou. Ale proc jim to jde lip kdyz je cerne, presne v tomhle okamziku ja prave nechapu.

Pripadne (a to jen mozna, nejsem si tak moc jisty) excituji dopadajici fotony nektere elektrony z jejich drah, ktere ale pozdeji opet vyzari foton stejne frekvence/energie a je to stejne jak asi predchozi pripad.

Ja do toho vyzarovani tu cernou nedokazu nijak zamontovat a to presne potrebuji vysvetlit. Ted muzes ty, prosim zadne dalsi vymluvy ze to mam (docela urcite) nepresne. Asi to neni dustojny fyzikalni vyklad, ale vic nedam. Ze cerny chladic je lepsi, popripade je to naprosto jasna barva chladice na kosmickych lodich, se doctu vsude, ale rekni mi zhruba proc, alespon nejak podobne jak to pisu ja.

Jak funguje zrcadlení: Světlo ze zdroje A se šíří jako plošné vlny (představa fotonu jako částečky je jen zjednodušení). Po dopadu na povrch se povrch stává zářičem. Vlny se od něj šíří všemi směry. V místě dopadu B se skládají a záleží pak na jejich vzájemné fázi co je výsledkem. Nejvyšší intenzita světla po dopadu bude v případě, že jednotlivé složky vln jsou spolu ve stejné fázi. A to je v případě nejkratší cesty mezi zdrojem A a cílem B, tj. když se úhel dopadu rovná úhlu odrazu, při této cestě je nejvyšší pravděpodobnost množství skládaných vln. Vektory světla dopadající vlevo nebo vpravo od středu nejsou spolu ve fázi, protože mají odlišnou vzdálenost dráhy a tím i odlišnou fázi a tak se navzájem odčítají. Stejnou vzdálenost by měly jen kdyby zrcadlem byla elipsovitá plocha obklopující zdroj a cíl - v tom případě by se všechno světlo z A dostalo do B, protože všechny vektory světla by měly stejnou vzdálenost letu a tedy stejnou fázi při dopadu a tak by se všechny sčítaly. ... světlo, energie, hmota - nejsou objekty které se odněkud někam přesouvají, vše jsou všesměrové vlny prostorem které spolu interferují a místa průniků pravděpodobností se projevují jako hmota nebo energie.

_________________
i++ (INC) increment
i-- (DEC) decrement
i@@ (EXC) excrement

"Ale proc jim to jde lip kdyz je cerne, presne v tomhle okamziku ja prave nechapu."
Chápu to správně jako "Boltzmann mi nestačí, chci Plancka a Einsteina"?

Podle Plancka není vyzařování tělesa kontinuální, ale v časově ohraničených kvantech. Jde si to představit, že je materiál tvořen vrátky pro bosony, která se na určitý časový interval ve stejný okamžik otvírají a zavírají. Některý materiál otvírá vrátka na dýl, jiný na kratší dobu, to je dáno vlastnostmi materiálu (závislost na chemickém potenciálu a termodynamické teplotě).
Materiál, který otevírá na delší dobu, umožní vypustit víc bosonů ven, stejně jako víc bosonů propustí dovnitř.
No a protože jich víc propustí dovnitř, méně odráží a v optickém spektru se může jevit černý.
Záměna příčiny a následku, z toho vyplývá, že chadič má být z černého materiálu, ne černě natřený (protože pod černým nátěrem pak funguje rozhraní s lesklým materiálem, který sice snáz odráží, ale hůř vypouští ven do toho černého laku).

- Laicky bych schopnost lepsi absorpce cerneho telesa vysvetlil tim, ze na rozdil od barevnych a svetlych teles pohlcuje "vsechny" vlnove delky ( kdezto napr. zlute teleso "zlute fotony nezere" ale odrazi)... tudiz v cernem pristane vic fotonu, tudiz vic energie, takze se vice ohreje.

- A co ta emise tepla? Pri uvazovane bezne teplote chladice to vyzaruje zejmena v infra casti spektra, a tam cerne teleso vyzaruje vic fotonu nez barevne nebo svetle teleso.. Evidentne v "cernych" atomech ten elektron ochotneji pada na nizsi drahu a vyzaruje prislusy infra foton.. Ale jak to ty kulišáci atomy přesně dělají ti říct nedokážu.

Jako fakt prijimam namerene hodnoty emisivity viz ten odkaz co jsem daval v prispevku "27 led 2020, 15:37".

Otazka: kdyby byl chladic rozzhaven do zluta, vyzaroval by lepe, kdyby byl ze zluteho materialu nez ten cerny?

_________________
....

Vyzařování je závislé na čtvrté mocnině termodynamické teploty. Rozžhavený bude vyzařovat víc než nerozžhavený.
Rozžhavený černý bude vyzařovat víc než na stejnou teplotu rozžhavený žlutý, protože větší vyzařovací emisivita (a bude vyzařovat s maxiemm ve vyšších frekvencích, než nerozžhavený).

Dex> Dobry, to se mi vazne zamlouva. Pri zbeznem pohledu mi to docela smysl dava, konecne neco, zkusim to prostudovat vic.

To nie je odpoved na tvoju otazku, ale dotaz na upresnenie tvojej otazky za ucelom vytvorenia odpovede presnejsie zodpovedajucej tvojej predstave o odpovedi.

Dobre, dotaz jsem zodpovedel a co tedy ty?

Dex> Ja jsem v mnozstvi tech veci chybne ignoroval skutecnost, ze nevim jakym mechanizmem se zareni/fotony vlastne odrazi, viz zrcadlo, a mozna ze presne tohle vede k vysvetleni. Zamlouva se mi to.