מה הכוונה של אסטרונומים ב"קרינה תרמית "

קרינה תרמית נשמעת כמו מונח חנון שראית במבחן פיזיקה. למעשה, זהו תהליך שכולם חווים כאשר אובייקט מפטיר חום. זה נקרא גם "העברת חום" בהנדסה ו"קרינת גוף שחור "בפיזיקה.

כל דבר ביקום מקרין חום. יש דברים שמשדרים חום רב יותר מאחרים. אם אובייקט או תהליך הם מעל לאפס מוחלט, זה מפטיר חום. בהתחשב בכך שהמרחב עצמו יכול להיות רק קלווין של 2 או 3 מעלות (שהוא קר למדי ומעומעם!), לקרוא לו "קרינת חום" זה נראה מוזר, אבל זה תהליך פיזי בפועל.

ניתן למדוד קרינה תרמית על ידי מכשירים רגישים מאוד - מדחום היי-טק בעצם. אורך הגל הספציפי של הקרינה יהיה תלוי לחלוטין בטמפרטורה המדויקת של האובייקט. ברוב המקרים, הקרינה הנפלטת אינה משהו שאתה יכול לראות (מה שאנו מכנים "אור אופטי"). לדוגמה, עצם חם ואנרגטי מאוד עשוי להקרין חזק מאוד בצילום רנטגן או אולטרה סגול, אך אולי לא ייראה כל כך בהיר באור גלוי (אופטי). אובייקט אנרגטי במיוחד עשוי לפלוט קרני גאמה, שבהחלט איננו יכולים לראות, ואחריו אור גלוי או רנטגן.

הדוגמה הנפוצה ביותר להעברת חום בתחום האסטרונומיה מה הכוכבים עושים, במיוחד השמש שלנו. הם מאירים ומפיצים כמויות חום אדירות. טמפרטורת פני השטח של הכוכב המרכזי שלנו (בערך 6,000 מעלות צלזיוס) אחראית לייצור האור ה"גלוי "הלבן שמגיע לכדור הארץ. (השמש נראית צהובה כתוצאה מהשפעות אטמוספריות.) עצמים אחרים פולטים גם אור וקרינה, כולל שמש אובייקטים מערכתיים (בעיקר אינפרא אדום), גלקסיות, האזורים סביב חורים שחורים וערפיליות (ענני גז בין כוכבים) אבק).

דוגמאות נפוצות אחרות לקרינה תרמית בחיי היומיום שלנו כוללות את הסלילים שעל ראש הכיריים כשהם מחוממים, המשטח המחומם של ברזל, המנוע של מכונית ואפילו פליטת האינפרא אדום מהאדם גוף.

ככל שחומר מחומם, אנרגיה קינטית מועברת לחלקיקים הטעונים המרכיבים את המבנה של אותו חומר. האנרגיה הקינטית הממוצעת של החלקיקים ידועה כאנרגיה התרמית של המערכת. אנרגיה תרמית מונעת זו תגרום לחלקיקים להתנדנד ולהאיץ, מה שיוצר אלקטרומגנטית קרינה (שלפעמים מכונה אור).

בתחומים מסוימים משתמשים במונח "העברת חום" בתיאור ייצור האנרגיה האלקטרומגנטית (קרינה / אור) בתהליך החימום. אבל זו פשוט התבוננות במושג הקרינה התרמית מנקודת מבט שונה במקצת והמונחים הניתנים להחלפה באמת.

חפצי גוף שחור הם אלה המציגים את התכונות הספציפיות של מושלם קולט כל אורך גל של קרינה אלקטרומגנטית (כלומר הם לא ישקפו אור באורך גל כלשהו, ​​ומכאן המונח גוף שחור) והם גם יתאימו בצורה מושלמת פולט קלים כשהם מחוממים.

אורך גל השיא הספציפי של האור הנפלט נקבע בחוק וינה הקובע כי אורך הגל של האור הנפלט הוא ביחס הפוך לטמפרטורת האובייקט.

במקרים הספציפיים של חפצי גוף שחור, הקרינה התרמית היא "מקור" האור היחיד מהאובייקט.

חפצים כמו השמש שלנולמרות שאינם פולטי גוף שחורים מושלמים, הם מפגינים מאפיינים כאלה. הפלזמה החמה בקרבת פני השמש מייצרת את הקרינה התרמית שבסופו של דבר מביאה אותה לכדור הארץ כחום ואור.

באסטרונומיה קרינת גוף שחור מסייעת לאסטרונומים להבין את התהליכים הפנימיים של אובייקט, כמו גם את האינטראקציה שלו עם הסביבה המקומית. אחת הדוגמאות המעניינות ביותר היא זו שנמסרה על רקע המיקרוגל הקוסמי. זהו זוהר שנשאר מהאנרגיות שהופנו במהלך המפץ הגדול, שהתרחש לפני כ -13.7 מיליארד שנה. זה מסמן את הנקודה שבה היקום הצעיר התקרר דיו לפרוטונים ואלקטרונים ב"מרק הקדמוני "המוקדם, כדי לשלב ליצירת אטומים ניטרליים של מימן. הקרינה מאותו חומר מוקדם גלויה לנו כ"זוהר "באזור המיקרוגל של הספקטרום.

נערך והורחב על ידי קרולין קולינס פיטרסן