Svartkroppsstrålning - Versionshistorik

Hakan: /* Historik */

2018-03-26T12:25:14Z

Historik

← Äldre version		Versionen från 26 mars 2018 kl. 12.25
Rad 8:		Rad 8:
	=== Historik ===		=== Historik ===

	Kirchhoff kom kring 1860 fram till att det finns en universell funktion av enbart frekvens och temperatur som tillsammans med olika ämnens emissivitet = absorption beskriver deras termiska strålning.~~[4][3]~~ Jakten på formeln för denna funktion var därmed öppen. Det var ett forskningområde på gränsen mellan termodynamik och elektrodynamik, eftersom kropparna är i jämvikt med elektromagnetisk strålning. År 1879 visade Jožef Stefan experimentellt att den totala strålningsenergin var proportionell mot fjärde potens av temperatur, något som Ludwig Boltzmann fem år senare lyckades härleda teoretiskt. Wilhelm Wien kunde 1893 med ett termodynamiskt resonemang härleda att emissionsmaximum ~~λmax~~ är omvänt proportionell mot temperaturen (Wiens förskjutningslag).		Kirchhoff kom kring 1860 fram till att det finns en universell funktion av enbart frekvens och temperatur som tillsammans med olika ämnens emissivitet = absorption beskriver deras termiska strålning. Jakten på formeln för denna funktion var därmed öppen. Det var ett forskningområde på gränsen mellan termodynamik och elektrodynamik, eftersom kropparna är i jämvikt med elektromagnetisk strålning. År 1879 visade Jožef Stefan experimentellt att den totala strålningsenergin var proportionell mot fjärde potens av temperatur, något som Ludwig Boltzmann fem år senare lyckades härleda teoretiskt. Wilhelm Wien kunde 1893 med ett termodynamiskt resonemang härleda att emissionsmaximum λ_max är omvänt proportionell mot temperaturen (Wiens förskjutningslag).

	Max Planck löste problemet år 1900 genom att införa en kvantenhet (Plancks konstant). Det kom att få stor betydelse för kvantfysikens utveckling.		Max Planck löste problemet år 1900 genom att införa en kvantenhet (Plancks konstant). Det kom att få stor betydelse för kvantfysikens utveckling.

Hakan: /* Stefan-Boltzmanns lag */

2018-03-26T12:23:53Z

Stefan-Boltzmanns lag

← Äldre version		Versionen från 26 mars 2018 kl. 12.23
Rad 40:		Rad 40:
	: <math> M = \sigma T^4</math>		: <math> M = \sigma T^4</math>

	där <math> \sigma = 5.67 \: 10^8 W/(m^2K^4) </math>		där <math> \sigma = 5.67 \: 10^{-8} W/(m^2K^4) </math>

	och <math> M </math>är emittansen.		och <math> M </math>är emittansen.

Hakan den 26 mars 2018 kl. 12.23

2018-03-26T12:23:06Z

← Äldre version		Versionen från 26 mars 2018 kl. 12.23
Rad 5:		Rad 5:
	{{#ev:youtube\| H_mjmZAc3wg \|320\|right}}		{{#ev:youtube\| H_mjmZAc3wg \|320\|right}}
	{{#ev:youtube\| pNZmzugCkKY \|320\|right}}		{{#ev:youtube\| pNZmzugCkKY \|320\|right}}

			=== Historik ===

			Kirchhoff kom kring 1860 fram till att det finns en universell funktion av enbart frekvens och temperatur som tillsammans med olika ämnens emissivitet = absorption beskriver deras termiska strålning.[4][3] Jakten på formeln för denna funktion var därmed öppen. Det var ett forskningområde på gränsen mellan termodynamik och elektrodynamik, eftersom kropparna är i jämvikt med elektromagnetisk strålning. År 1879 visade Jožef Stefan experimentellt att den totala strålningsenergin var proportionell mot fjärde potens av temperatur, något som Ludwig Boltzmann fem år senare lyckades härleda teoretiskt. Wilhelm Wien kunde 1893 med ett termodynamiskt resonemang härleda att emissionsmaximum λmax är omvänt proportionell mot temperaturen (Wiens förskjutningslag).

			Max Planck löste problemet år 1900 genom att införa en kvantenhet (Plancks konstant). Det kom att få stor betydelse för kvantfysikens utveckling.

	=== Emittans ===		=== Emittans ===

Hakan: /* Glödgning */

2018-03-11T20:26:41Z

Glödgning

← Äldre version		Versionen från 11 mars 2018 kl. 20.26
Rad 132:		Rad 132:
	\|Blåvit		\|Blåvit
	\|}		\|}

			== Aktivitet ==

			<html>
			<iframe src="https://phet.colorado.edu/sims/blackbody-spectrum/blackbody-spectrum_en.html" width="800" height="600" scrolling="no" allowfullscreen></iframe>
			</html>

Hakan den 29 april 2015 kl. 10.59

2015-04-29T10:59:06Z

← Äldre version		Versionen från 29 april 2015 kl. 10.59
Rad 67:		Rad 67:
	Vilket fysikaliskt samband har du just visat?		Vilket fysikaliskt samband har du just visat?
	}}		}}

			===Glödgning===

			Tabellen visar temperatur och färg för glödgat järn. {{svwp\|Smide}}

			{\| class="wikitable"
			\|+
			\|Temperatur °C\|\|Färg\|\|Färgnamn
			\|-
			\|400
			\|style="background:#440000"\|
			\|Rödvarm, synlig i mörker
			\|-
			\|474
			\|style="background:#440000"\|
			\|Rödvarm, synlig i skymning
			\|-
			\|525
			\|style="background:#440000"\|
			\|Rödvarm, synlig i dagsljus
			\|-
			\|581
			\|style="background:#440000"\|
			\|Rödvarm, synlig i solljus
			\|-
			\|700
			\|style="background:#590706"\|
			\|Mörkröd
			\|-
			\|800
			\|style="background:#740c08"\|
			\|Mörkt körsbärsröd
			\|-
			\|900
			\|style="background:#a5100a"\|
			\|Körsbärsröd
			\|-
			\|1000
			\|style="background:#e1230e"\|
			\|Ljust körsbärsröd
			\|-
			\|1100
			\|style="background:#f54c17"\|
			\|Orangeröd
			\|-
			\|1200
			\|style="background:#ffa53f"\|
			\|Gulorange
			\|-
			\|1300
			\|style="background:#ffd664"\|
			\|Gulvit
			\|-
			\|1400
			\|style="background:#ffe69c"\|
			\|Vit
			\|-
			\|1500
			\|style="background:#ffedbb"\|
			\|Lysande vit
			\|-
			\|1600
			\|style="background:#ffedff"\|
			\|Blåvit
			\|}

Hakan: Skapade sidan med ' {{Lm4 |Svartkroppsstrålning |230-232}} Bild:BlackbodySpectrum loglog 150dpi en.png|thumb|400px|Spektrum av svartkroppsstrålning vid olika temperaturer på en dubbellogari...'

2015-04-29T10:58:16Z

Skapade sidan med ' {{Lm4 |Svartkroppsstrålning |230-232}} Bild:BlackbodySpectrum loglog 150dpi en.png|thumb|400px|Spektrum av svartkroppsstrålning vid olika temperaturer på en dubbellogari...'

Ny sida

{{Lm4 |Svartkroppsstrålning |230-232}}
[[Bild:BlackbodySpectrum loglog 150dpi en.png|thumb|400px|Spektrum av svartkroppsstrålning vid olika temperaturer på en dubbellogaritmisk skala; den gula kurvan visar solens yttemperatur och regnbågen det synliga spektrumet.]]

{{#ev:youtube| H_mjmZAc3wg |320|right}}
{{#ev:youtube| pNZmzugCkKY |320|right}}

=== Emittans ===

En absolut svart kropp strålar ut energi med en våglängdsfördelning som beror av temperaturen.

Emittans <math> M </math> är effekt per ytenhet, W/m<sup>2</sup>.

=== Plancks lag ===

Värmestrålningen beror av temperatur och våglängd och det finns en formel för den spektrala emittansen.

:<math>\frac{dM}{d\lambda} = \frac{2 \pi hc^2}{\lambda^5}\frac{1}{ e^{\frac{hc}{\lambda k_\mathrm{B}T}} - 1}</math>.

Där <math>k_B</math> är Boltzmanns konstant, h är Plancks konstant, och c är ljusets hastighet

Enheten är <math>W \: / \: m^3</math>

=== Wiens förskjutningslag ===

Svartkroppstrålningen är ett spektrum av våglängder.

Den våglängd med maximal emittans <math> \lambda_m </math> ges av

: <math> \lambda_m T = konstant</math>

=== Stefan-Boltzmanns lag ===

: <math> M = \sigma T^4</math>

där <math> \sigma = 5.67 \: 10^8 W/(m^2K^4) </math>

och <math> M </math>är emittansen.

{{svwp | Svartkropp}}

=== Lös uppgifter ===

Räkna uppgifterna 12.1 - 12.7
{{clear}}

=== GeoGebra ===

<html>
<iframe scrolling="no" src="https://tube.geogebra.org/material/iframe/id/1071203/width/1049/height/619/border/888888/rc/false/ai/false/sdz/true/smb/false/stb/false/stbh/true/ld/false/sri/true/at/auto" width="1049px" height="619px" style="border:0px;"> </iframe>
</html>

{{uppgruta | Testa själv

ladda ner [https://tube.geogebra.org/material/show/id/1071203 filen] ovan och testa dess funktion.

Du märker att vi skulle behöva logaritmiska axlar i GeoGebra eller hur. Det går tyvärr inte.

Titta på tracefunktionen hur maxpunkten flyttar sig vid ändrad temperatur.

Beräkna arean under kurvorna med temperaturerna 3000 K och 6000 K.

Vad representerar areorna?

Vilket är förhållandet mellan areorna?

Vilket fysikaliskt samband har du just visat?
}}