§ 9. Випромінювання.

А Сонце гріє все да гріє помаленьку, Угріло божий світ, почув тепло козак Да й скинув кобе-

Тут ти дізнаєшся про один з видів теплопередачі, для якої не потрібна речовина і який використовується людиною для обігрівання.

Усім відомо, що основним джерелом теплової енергії на землі є Сонце. У сонячний день нагріваються стіни будинків, поверхня землі, повітря, вода у водоймах тощо. Достатньо зайти сонцю за хмари, чи просто увечері - за небокрай, як температура повітря відразу знижується. Але ми добре знаємо, що між Землею і Сонцем у космічному просторі відсутні будь- які гази, будь-яка речовина. Як же надходить енергія від Сонця до Землі? У космічному просторі неможливі ні конвекція, ні теплопровідність, для яких потрібна речовина.

Пошукаємо відповіді на питання, провівши експеримент в земних умовах.

Візьмемо металеву коробочку, з якої виходить трубка, і з’єднаємо з манометром, у якому рівні рідини зрівноважені (мал. 33).

Обережно торкнемося коробочкою поверхні нагрітої електроплитки чи радіатора. Рівень рідини в одному з колін манометр відразу зменшиться. Отже, про нагрівання коробочки можна судити за зміною рівня рідини у манометрі. І нічого в цьому дивного немає. Адже при дотиканні коробочкою до нагрітої плитки відбулася теплопередача, внаслідок якої збільшилася внутрішня енергія повітря і його тиск в коробочці, яку називають теплоприймачем.

Поставимо який-небудь нагрівач електроплитку чи газову лампу, на яку-не-будь підставку і піднесемо збоку до нього коробочку - теплоприймач. Рівні рідини в манометрі змінилися. Отже, коробочка нагрілася — збільшилася температура. Жоден з відомих нам способів теплопередачі тут не діяв. Адже теплоприймач не

дотикався до нагрівана, нагріте ним повітря підіймалося вгору, оминаючи теплоприймач. Але коли між теплоприймачем і нагрівником розмістимо металеву пластину, то нагрівання його припиниться. Отже, нагрівником до приймача надходило якесь випромінювання, яке й переносило енергію. Це випромінювання схоже з радіохвилями, для поширення яких не потрібно речовини. Вони поширюються навіть у вакуумі.

Передача енергії за допомогою електромагнітних хвиль називається ви-промі н юва н ням.

Отже, енергія від Сонця до Землі, як і до інших планет, надходить з електромагнітними хвилями. Про їх властивості детальніше ти дізнаєшся пізніше, в старших класах.

Поглинання енергії електромагнітних хвиль приводить до збільшення внутрішньої енергії тіла і відповідно його температури. Проте поглинання енергії випромінювання відбувається по-різному.

Покриємо одну поверхню коробочки чорною фарбою і піднесемо знову до нагрівника. Як і раніше, рівень рідини в манометрі зміниться, але ця зміна буде набагато більшою. Отже, темні поверхні поглинають теплове випромінювання значно інтенсивніше, ніж світлі. Ось чому взимку сніг тане під дією сонячного проміння швидше тоді, коли його притрусити піском чи сажею. А жителі південних країн носять одяг білого кольору для захисту від перегріву.

У випромінювання є цікава особли-віть. Вона полягає в тому, що чорні поверхні, які краще нагріваються під дією випромінювання, одночасно і випромінюють інтенсивніше, ніж тіла з білою поверхнею. Тому чайник з темною поверхнею холоне швидше, ніж з дзеркальною, хоча на початку спостереження вони матимуть однакову температуру.

Теплове випромінювання для люд-

ського ока непомітне, хоча відчувається шкірою і сприймається як тепло. Воно навіть отримало специфічну назву. У фізиці теплове випромінювання називають інфрачервоним.

Екскурсія в техніку.

Інфрачервоні промені випромінюють усі без винятку тіла і поширюються вони в атмосфері досить вільно з незначним поглинанням. Тому його використали для виготовлення спеціальних пристроїв, які дозволяють «бачити* вночі, коли відсутнє видиме світло. їх так і назвали - прилади нічного бачення (мал. 36).

Принципово їх будова не відрізняється від будови звичайного фотоапарата. Лише та різниця, що вони реагують на невидимі інфрачервоні промені. Отримане зображення за допомогою електронних пристроїв перетворюється в електричні сигнали, які формують видиме зображення на спеціальному екрані - дисплеї (мал. 37).

Перевагою цих приладів є те. що вони дозволяють орієнтуватися в просторі у нічний час. Подібні системи використовуються і у військових пристроях для наведення ракети на ціль, якою може бути двигун літака, танка чи бронеавтомобіля.

Прочитай і з’ясуй, що ти знаєш.

1.    Як поширюється теплова енергія за відсутності речовини?

2.    Який процес називається випромінюванням?

3.    Які тіла добре (погано) випромінюють енергію?

4.    Які тіла погано (добре) поглинають енергію?

5.    Як люди враховують особливості теплового випромінювання?

6.    Як називається невидиме електромагнітне випромінювання,

яке передає теплову енергію?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Савченко