10.1 Mer om termisk stråling
Intro
Alle legemer med temperatur sender ut elektromagnetisk stråling. Jo høyere temperatur, desto mer energi per sekund — sammenhengen er sterkt ikke-lineær.
Regel
- Termisk stråling: EM-bølger fra varmelegemer (også i vakuum)
- Stefan–Boltzmann: P = σAT⁴
- σ ≈ 5,67·10⁻⁸ W/(m²·K⁴)
- T må være i kelvin (K)
- Dobling av T gir 2⁴ = 16 ganger større P
Eksempel
En kule med radius r = 0,10 m (A = 4πr²) har temperatur T = 600 K. Beregn utstrålt effekt P med σ = 5,67·10⁻⁸ W/(m²·K⁴).
- A = 4π(0,10 m)² ≈ 0,126 m²
- P = σAT⁴
- T⁴ = 600⁴ K⁴
- P = 5,67·10⁻⁸ · 0,126 · 600⁴ ≈ 1,0·10³ W
Svar: 1,0·10³ W
Forstå
Sol og glødende tråd er eksempler på kraftig termisk stråling. Emisjonskoeffisienten ε (0–1) beskriver hvor «effektiv» overflaten er som stråler; for ideell sort kropp er ε = 1.
Vanlig feil
Å bruke temperatur i °C i T⁴. Konverter alltid til kelvin før du regner (T(K) = t(°C) + 273).
Øv selv
Lett: Hva sender et varmt legeme ut?
Minioppsummering
- Termisk stråling trenger ikke medium.
- P = σAT⁴ med T i kelvin.
- P øker svært raskt når T øker.
P ∝ T⁴
Regel
Termisk stråling: P = σAT⁴ (σ ≈ 5,67·10⁻⁸ W/(m²·K⁴)).
Kjerneidé
Varmelegemer sender EM-stråling — også i vakuum.
Vanlig feil
Å tro at stråling krever luft rundt legemet.