دانش

Home/دانش/جزئیات

چگونه اجاق مایکروویو غذا را گرم می کند حتی اگر هیچ تشعشع حرارتی از خود ساطع نمی کند؟

تشعشعات حرارتی توسط اجاق مایکروویو برای گرم کردن غذا تولید می شود. تابش حرارتی شامل تشعشعات مایکروویو است. به دلایلی، مربیان پیش دانشگاهی و کتاب های درسی به اشتباه معتقدند که تشعشعات گرما و تشعشعات فروسرخ یکسان هستند. طیف الکترومغناطیسی شامل امواج رادیویی، مایکروویو، امواج مادون قرمز، نور مرئی، نور فرابنفش، اشعه ایکس و پرتوهای گاما است که همگی حامل انرژی هستند. همه فرکانس‌های تابش می‌توانند تشعشع حرارتی باشند، زیرا همگی باعث می‌شوند آیتمی که با آن مواجه می‌شوند گرم شود. اصطلاح "تابش حرارتی" توسط فیزیکدانان برای توصیف تشعشعی استفاده می شود که ممکن است در تماس با یک ماده گرم شود. یا به طیف وسیعی از فرکانس ها با شکل خاصی اشاره می کنند که بسته به دمای امیتر تغییر می کند.

 

طیف حرارتی 2000 K
این نمودار طیف فرکانس تابش حرارتی را که یک جسم سیاه با دمای 2000 K از خود ساطع می کند، نشان می دهد. حتی در حالی که محدوده فرکانس‌های مادون قرمز بیشتر تشعشعات حرارتی را تشکیل می‌دهند، برخی از تابش‌های حرارتی نیز به صورت امواج مایکروویو، نور مرئی و تابش فرابنفش ظاهر می‌شوند. برای ساده‌تر کردن منحنی برای تفسیر، توجه داشته باشید که هم محور فرکانس و هم محور توان در مقیاس‌های لگاریتمی نمایش داده می‌شوند. تصویر در مالکیت عمومی، توسط کریستوفر اس بیرد.

info-602-287

اوج طیف تابش تابش یک ماده درخشان به فرکانس های بالاتری می رسد که بدن گرمتر باشد. بنابراین، ستاره شناسان ممکن است دمای یک ستاره را با مشاهده روشنایی نسبی فرکانس های مختلف در نور آن محاسبه کنند. در این زمینه، اصطلاح «حرارتی» به رابطه بین دمای منبع تابش و شکل طیفی آن اشاره دارد. از سوی دیگر، "تابش غیر حرارتی" به نوری اطلاق می شود که با دمای منبع ارتباطی ندارد. به عنوان مثال، بر خلاف رشته های گرم شده، لیزرها از فرآیند متفاوتی برای تولید نور استفاده می کنند. در نتیجه نور لیزر تابش حرارتی نیست و مستقل از دمای لیزر است. با این حال، نور لیزر به حمل انرژی ادامه می دهد و قدرت گرم کردن اشیاء نزدیک را دارد. اگر همانطور که بسیاری از معلمان پیش دانشگاهی انجام می دهند، "تابش حرارتی" را به عنوان تابشی که انرژی را منتقل می کند و اجسام را گرم می کند، تعریف کنید، آنگاه همه تابش ها، صرف نظر از فرکانس یا ساختار طیفی، تحت این تعریف قرار می گیرند. اجاق مایکروویو از طریق تشعشعات الکترومغناطیسی، سوپ را دقیقاً به همان روشی گرم می کند که آتش کمپ کمپینگ ها را گرم می کند. شاید به این دلیل که بدن انسان زنده در دمایی است که تابش حرارتی آنها در مادون قرمز به اوج خود می رسد، این تصور اشتباه وجود دارد که فقط تابش مادون قرمز حرارتی است. یک سرباز از عینک مادون قرمز برای تشخیص انسان در شب استفاده می کند. تابش حرارتی از خورشید، با این حال، در محدوده فرکانس نور مرئی به اوج خود می رسد و به همان اندازه گرم است. در واقع، جو اکثر طیف مادون قرمز نور خورشید را جذب می کند و از رسیدن آن به انسان در سطح جلوگیری می کند. با وجود داشتن تابش مادون قرمز بسیار کم، نور خورشید برای گرم کردن ما مشکل کمی دارد و ساختار طیفی آن به گرمای خورشید مربوط می شود.