Kunskap

Home/Kunskap/Detaljer

Hur värmer en mikrovågsugn mat trots att den inte avger någon värmestrålning?

Termisk strålning produceras av en mikrovågsugn för att värma mat. Termisk strålning inkluderar mikrovågsstrålning. Av någon anledning tror lärare och läroböcker felaktigt att värmestrålning och infraröd strålning är samma sak. Det elektromagnetiska spektrumet inkluderar radiovågor, mikrovågor, infraröda vågor, synligt ljus, ultraviolett ljus, röntgenstrålar och gammastrålar, som alla bär energi. Alla strålningsfrekvenser kan utgöra termisk strålning eftersom de alla gör att ett föremål de möter blir uppvärmt. Termen "termisk strålning" används av fysiker för att beskriva strålning som kan värma upp ett föremål när det kommer i kontakt med det. Eller så hänvisar de till ett brett spektrum av frekvenser med en specifik form som ändras beroende på sändarens temperatur.

 

2000 K termiskt spektrum
Den här grafen visar frekvensspektrumet för den termiska strålningen som ett 2000 K-temperatur svartkroppsobjekt avger. Även om det infraröda frekvensområdet står för huvuddelen av termisk strålning, manifesterar viss värmestrålning sig också som mikrovågor, synligt ljus och ultraviolett strålning. För att göra kurvan enklare att tolka, notera att både frekvensaxeln och effektaxeln är representerade på logaritmiska skalor. Bild i det offentliga området, av Christopher S. Baird.

info-602-287

Toppen i spektrumet av ett glödande ämnes utstrålade strålning stiger till högre frekvenser ju varmare kroppen är. Således kan astronomer beräkna en stjärnas temperatur genom att observera den relativa ljusstyrkan för olika frekvenser i dess ljus. I detta sammanhang avser termen "termisk" förhållandet mellan strålningskällans temperatur och dess spektrala form. "Icke-termisk strålning" å andra sidan hänvisar till ljus som inte är relaterat till källans temperatur. Till exempel, till skillnad från en uppvärmd filament, använder lasrar en annan process för att generera ljus. Som ett resultat är laserljuset inte termisk strålning och är oberoende av laserns temperatur. Men laserljus fortsätter att bära energi och har kraften att värma upp närliggande saker. Om man, som många förskolelärare gör, definierar "termisk strålning" som strålning som förmedlar energi och värmer föremål, så faller all strålning, oavsett frekvens eller spektral struktur, under denna definition. Genom elektromagnetisk strålning värmer en mikrovågsugn soppa på exakt samma sätt som en lägereld värmer campare. Kanske för att levande människokroppar har en temperatur där deras värmestrålning toppar i det infraröda, finns det en missuppfattning att endast infraröd strålning är termisk. En soldat bär infraröda glasögon för att upptäcka människor på natten. Den termiska strålningen från solen toppar dock i frekvensområdet för synligt ljus och är lika het. I själva verket absorberar atmosfären majoriteten av det infraröda spektrumet av solljus, vilket hindrar det från att nå människor på ytan. Trots att det har väldigt lite infraröd strålning har solljus små problem med att värma oss, och dess spektrala struktur är relaterad till solens värme.