Способы излучения физика 8 класс

Излучение

Конспект по физике для 8 класса «Излучение». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое излучение. ВСПОМНИТЕ: Что такое теплопроводность? Что такое конвекция?

Излучение

Основным источником тепла на нашей планете является Солнце, которое находится на расстоянии 150 млн. км от Земли. Как же осуществляется теплопередача от Солнца?

ИЗЛУЧЕНИЕ

За пределами земной атмосферы пространство между Землёй и Солнцем содержит очень разреженное вещество. В вакууме перенос энергии путём теплопроводности практически невозможен. Нельзя здесь говорить и о конвекции. Говоря о переносе энергии от Солнца к Земле, мы сталкиваемся с новым видом теплопередачи, который называется излучением. Испускание и поглощение излучения играют огромную роль в нашей жизни. Это излучение называется электромагнитным излучением или электромагнитными волнами и будет изучаться в курсе физики 9 класса. Сейчас же надо отметить, что электромагнитные волны являются одним из видов материи, о котором мы ещё не говорили.

Хорошо нам знакомый солнечный свет также является электромагнитным излучением. Существуют различные технические устройства, которые являются источниками электромагнитного излучения, например микроволновые печи.

При изучении природы излучения были сделаны важные открытия. Одно из них — давление света, т. е. давление, производимое светом на тела, впервые было экспериментально открыто и измерено выдающимся российским физиком П. Н. Лебедевым. Величина этого давления даже для самых сильных источников света ничтожно мала в земных условиях. Для обнаружения давления света Лебедев изготовил специальные приборы и проделал опыты, представляющие замечательный пример искусства эксперимента.

Излучение — третий вид теплопередачи (кроме теплопроводности и конвекции), при котором энергия передаётся не только при наличии вещества, но и в вакууме. Именно излучение является причиной того, что рядом с горящей электрической лампочкой тепло ощущается даже снизу, хотя из-за конвекции потоки тёплого воздуха устремляются вверх.

ТЕРМОСКОП

Рассмотрим работу простого прибора, который называют термоскопом. Он состоит из небольшой колбы, одна сторона которой блестящая, а другая — чёрная или матовая. Если прибор делать самостоятельно, то одну сторону колбы можно просто закоптить. В колбу через пробку вставлена изогнутая трубка, в которую введена небольшая капля подкрашенной жидкости. К трубке прикреплена шкала, позволяющая обнаружить любое нагревание воздуха в колбе, даже если оно мало.

Поднесём к закопчённой поверхности термоскопа нагретое до высокой температуры тело. При этом столбик подкрашенной жидкости переместится на несколько делений вправо. Это означает, что воздух в колбе нагрелся и расширился. Причиной нагревания воздуха в термоскопе может быть только передача ему энергии от нагретого тела.

Энергия в описанном опыте передавалась не в результате теплопроводности, так как между нагретым телом и термоскопом находится воздух — плохой проводник тепла. Конвекция здесь тоже не происходила, так как термоскоп находится рядом с нагретым телом, а не над ним. В данном случае энергия передавалась путём излучения.

ЗАВИСИМОСТЬ ХАРАКТЕРА ИЗЛУЧЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Все тела окружающего нас мира излучают энергию независимо от их температуры. Но чем выше температура тела, тем больше энергии передаёт оно путём излучения.

Пока температура тела невысока, оно излучает энергию, но не светится, т. е. испускает только тепловые волны, невидимые для глаза. При повышении температуры оно начинает светиться сначала красным, затем оранжевым, жёлтым и т. д. цветом. Например, при температуре 6000 °С больше всего излучается жёлтых лучей. Именно по этому признаку определили температуру поверхности Солнца.

ОТРАЖЕНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

Когда излучение, распространяясь от тела-источника, достигает других тел, часть его отражается, а часть поглощается.

При поглощении энергия излучения превращается во внутреннюю энергию тел, и они нагреваются.

Светлые и тёмные поверхности тел поглощают излучение по-разному. Этот факт легко проверить с помощью термоскопа.

Повторим описанный выше опыт, но в этот раз поднесём нагретое тело к светлой стороне колбы. Столбик жидкости в этом случае переместится на гораздо меньшее расстояние.

Таким образом, тела со светлой поверхностью хуже нагреваются при теплопередаче путём излучения, чем тела с тёмной поверхностью. Происходит это вследствие того, что тёмные тела лучше поглощают энергию, а тела, имеющие светлую или блестящую поверхность, лучше отражают.

Способность тел по-разному поглощать и отражать энергию излучения часто используется в быту и технике. Самолёты красят серебристой краской для того, чтобы они меньше нагревались солнечными лучами.

Если используют солнечную энергию для нагревания, то соответствующие части приборов окрашивают в тёмный цвет. Это касается таких приборов, как солнечные батареи и ёмкость для воды в летнем душе.

Излучение тел даже с низкой температурой может быть зарегистрировано специальными приборами, называемыми тепловизорами. Эти приборы также называются приборами ночного видения и широко применяются для навигации, в медицине и в военном деле.

В быту часто используется термос. Он применяется для сохранения пищевых продуктов при определённой температуре.

Термос состоит из сосуда с двойными стенками, поверхность которых покрыта блестящим металлическим слоем. Из пространства между стенками выкачан воздух, что предотвращает и конвекцию, и теплопроводность. Металлический слой, отражая излучение, препятствует передаче энергии.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Излучение».

Источник

Излучение

Урок 6. Физика 8 класс

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Излучение»

Как мы знаем, основным источником тепла для нашей планеты является Солнце.

Мы уже затрагивали тему о том, как передается тепло от Солнца. Оно передаётся посредством излучения. Основное отличие излучения от других способов теплопередачи, это то, что передача энергии излучением может происходить в полном вакууме. Все тела излучают энергию: Солнце, человек, электроприборы и так далее. Чем выше температура, тем больше энергии передается посредством излучения. Часть этой энергии поглощается другими телами, а часть — отражается. Процент поглощения энергии зависит от состояния поверхности тела, в частности от цвета. Наверное, все замечали, что предметы темного цвета больше нагреваются на солнце, чем светлые. Именно поэтому, в летний солнечный день в черной одежде значительно жарче, чем в белой.

Также, если черную и белую машины с закрытыми окнами на солнцепеке и сравнить температуру внутри через час, то температура в черной машине будет выше. Однако, темные тела сами излучают энергию быстрее, чем светлые. Подобных примеров существует великое множество. Рассмотрим, как знания об излучении применяются на практике.

Например, люди часто сушат бельё на солнце.

Или загорают. Лёжа на пляже, человек получает тепло с помощью излучения.

Правда сам загар появляется в результате воздействия ультрафиолетовых лучей, что является не только теплопередачей, но и облучением радиацией.

Наконец, существуют солнечные батареи, которые поглощают энергию солнечного излучения, чтобы потом преобразовать её в другие типы энергии.

Также, все знают, что находясь рядом с огнем, становится теплее. Если мы говорим о тепле над огнем, то мы наблюдаем явление конвекции. Однако, тепло распространяется от огня во все стороны. Это происходит в результате излучения.

Существует известная легенда о том, как Архимед сжег корабли римлян, используя зеркало.

Теперь мы знаем, что он использовал знания об излучении: серебристая поверхность зеркала отражает большую часть солнечного излучения. Этим он и воспользовался, направив огромное зеркало на корабли римлян. В результате, корабли получили большое количество теплоты и загорелись. Заметим, однако, что это только легенда, но она, несомненно, имеет под собой научную почву.

Наконец, существует лазерное излучение. В наши дни, лазер используют в медицине в области хирургии. Также, излучение лазера используется в экспериментах по оптике.

При достаточной концентрации энергии излучения с помощью линзы, например, есть возможность воспламенить тело. А это значит, что в перспективе, возможно изобретение лучевого оружия. Его принцип действия будет основан на мгновенной передаче большого количества энергии на расстояние, в результате чего цель будет воспламеняться или взрываться.

Подведем небольшой итог в разделе о теплопередаче. Рассмотрим наглядный пример из повседневной жизни, который объединяет все способы теплопередачи. Для того чтобы сохранить пищу или напиток горячим, люди придумали термос.

Чтобы максимально снизить потери тепла, нужно препятствовать всем способам теплопередачи. Термос имеет двойные стенки. Из пространства между этими стенками выкачан воздух (а освобожденное пространство обладает нулевой теплопроводностью). Горлышко термоса закупоривается пробкой, чтобы предотвратить конвекцию. Наконец, внутренняя поверхность стенок покрыта блестящим металлическим слоем, чтобы отразить максимальную часть излучения (а, значит, поглотить минимальную).

Источник

Излучение

Содержание

В прошлых уроках вы познакомились с такими видами теплопередачи, как тепловодность и конвекция. И в одном, и во втором случае перенос энергии происходил за счет движения частиц или их групп. Значит, если нет вещества, то эти виды теплопередачи невозможны.

Основной источник тепла на нашей планете – это Солнце. Оно находится от нас на расстоянии $15 \cdot 10^7 \space км$. Это пространство содержит очень разреженное вещество, оно близко к вакууму. В такой ситуации невозможна ни конвекция, ни теплопроводность. Каким образом тогда передается тепло от Солнца?

Изучение – вот ответ на наш вопрос. В данном уроке мы познакомимся с процессом излучения на опыте, узнаем его свойства и применение.

Выявление процесса излучения

Рассмотрим следующий опыт (рисунок 1). У нас есть жидкостный манометр и теплоприемник. Соединим их резиновой трубкой между собой.

Нагреем до высокой температуры небольшой кусок металла. С помощью пинцета аккуратно поднесем его к темной стороне теплоприемника (рисунок 1, а).

Уровень жидкости в колене, соединенном с теплоприемником, снизился. Это значит, что воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился.

Мы не воздействовали на теплоприемник никаким другим образом. Очевидно, что ему была передана энергия от нагретого куска металла.

Теплопроводность? Нет. Ведь мы не докасались куском металла до теплоприемника. Конвекция? Тоже нет. Нагретое тело находилось рядом с теплоприемником, но не под ним. Передача энергии в данном случае осуществлялась путем излучения.

Излучение – это вид теплопередачи, при котором перенос энергии происходит преимущественно без переноса вещества.

Свойства излучения

• Передача энергии путем излучения отличается от других видов теплопередачи.

Излучение может осуществляться в полном вакууме.

• Все тела излучают энергию: и сильно нагретые, и слабо.

Чем выше температура тела, тем больше энергии оно передаёт путем излучения.

• Излучаемая энергия частично поглощается окружающими телами и частично отражается
• При поглощении энергии тела будут нагреваться по-разному. Это зависит от их поверхности.

Вернемся к нашему опыту (рисунок ). Сначала мы повернули теплоприемник к куску металла темной стороной. Теперь повернем его светлой стороной (рисунок 1, б). Теперь столбик жидкости в колене манометра повысился.

Тела с темной поверхностью лучше поглощают энергию, чем тела со светлой поверхностью.

• Тела, которые излучают энергию, охлаждаются тоже по-разному.

Тела с темной поверхностью охлаждаются быстрее путем излучения, чем тела со светлой поверхностью.

Например, в белом чайнике горячая вода дольше сохранит высокую температуру, чем в черном.

Применение

Солнечное излучение используют для того, чтобы добыть использовать солнечную энергию. Солнечные батареи (рисунок 3) позволяют аккумулировать солнечную энергию, преобразовывать ее для дальнейшего использования человеком.

Крылья самолетов, поверхности воздушных метеозондов красят серебристой краской (рисунок 4). Так используют способность тел по-разному поглощать энергию. Делают это для того, чтобы уменьшить нагрев.

Излучение применяют для сушки и нагрева материалов, в приборах ночного видения, в медицине. Далее во время обучения вы более подробно рассмотрите природу этого явления.

Источник

Презентация по физике на тему «Излучение» (8 класс)

Выбранный для просмотра документ 8-05. Излучение.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

В холодном помещении мы растапливаем камин и, устроившись напротив, получаем удовольствие от тепла, идущего от него. Но как в данном случае передается к нам тепловая энергия? Ни теплопроводность, ни конвекция не могут быть причиной такой передачи энергии. Теплопроводность у воздуха очень мала. Конвекционные потоки движутся вверх

Существует еще один способ теплопередачи ‒ излучение, который возможен и там, где нет среды (например, в космосе). Излучением к Земле переносится теплота от такого мощного источника, как Солнце. Костер, натопленная печь, камин и др. ‒ все это примеры источников, которые наряду с конвекцией и теплопроводностью передают энергию более холодным телам посредством излучения

Любое тело излучает и поглощает энергию. В результате теплообмена перенос энергии (теплоты) идет от более нагретого тела к менее нагретому. «Холодное» тело тоже излучает энергию, но меньше, чем поглощает. «Горячее» же тело, наоборот, излучает энергии больше, чем поглощает. В итоге «горячее» тело охлаждается, а «холодное» ‒ нагревается. Механизм излучения сложен. При излучении происходит перенос энергии не частицами вещества, а электромагнитными волнами. Именно поэтому для излучения не требуется среда

От чего зависит, насколько эффективно будет идти излучение? Проведем опыт. Два теплоприемника соединим с коленами манометра. Поднесем их черными сторонами к сосуду с горячей водой, одна половина которого зачернена, а другая ‒ белая. Уровень жидкости в колене 1 манометра стал ниже, чем в колене 2. Значит, давление в теплоприемнике I выше, чем в теплоприемнике II. А это говорит о том, что воздух в теплоприемнике, обращенном к зачерненной поверхности сосуда, нагрелся сильнее. Следовательно, тела с темной поверхностью излучают больше энергии (теплоты), чем тела со светлой поверхностью. Поэтому тела с темной поверхностью остывают быстрее, чем со светлой. А есть ли различие в поглощении энергии этими телами? Видоизменим опыт. К сосуду с горячей водой, вся поверхность которого зачернена, повернем теплоприемники разными сторонами: I ‒ черной, II ‒ белой. Уровень жидкости в колене 1 манометра стал ниже. Значит, воздух в теплоприемнике, обращенном к сосуду черной стороной, поглотил больше энергии и нагрелся сильнее. Таким образом, тела с темной поверхностью поглощают больше энергии, чем тела со светлой поверхностью, а поэтому и нагреваются быстрее

Тело, которое больше поглощает энергии, больше и излучает. Самолеты, скафандры космонавтов, холодильники, морозильные камеры окрашивают в серебристый или светлые цвета, чтобы они меньше нагревались. В жару носят светлую одежду. Бак для душа на дачном участке красят в черный цвет, чтобы использовать солнечную энергию для нагревания воды

Достаточно сильно излучают энергию тела человека и животных. Современные приборы (тепловизоры) позволяют не только зафиксировать излучение, но и показать различие излучений участков тела, имеющих разную температуру. На снимке представлен «тепловой портрет» кота. В северных районах иногда лед на реках окрашивают с самолета в черный цвет еще до наступления паводка, чтобы избежать бурного ледохода

Отметим важную роль площади излучающей (или поглощающей) поверхности. Так как тепловое излучение происходит с каждой единицы площади поверхности, то чем больше поверхность, тем больше излучается (поглощается) теплоты. Поэтому, например, радиаторы водяного отопления имеют сложную ребристую поверхность, хотя при производстве проще и дешевле было бы изготавливать радиаторы более простых форм (прямоугольной, цилиндрической). Большая площадь нагретого тела увеличивает теплопередачу и другими способами ‒ теплопроводностью и конвекцией Для любознательных

Главные выводы 1. Перенос энергии от более нагретых тел к более холодным может осуществляться излучением. 2. Излучение ‒ единственный способ теплопередачи, не требующий наличия среды. 3. Все нагретые тела не только излучают, но и поглощают энергию. 4. Тела, окрашенные в темные цвета, больше поглощают и больше излучают энергии, чем тела, имеющие светлую окраску

Контрольные вопросы 1. Как изменяется температура тела при излучении энергии? При поглощении телом энергии? 2. Если изменение температуры тела прекратилось, значит ли это, что тело больше не излучает? 3. Закончите фразу: «Если тело больше поглощает энергии, то оно. ». 4. Чем отличается передача теплоты излучением от других видов теплопередачи?

Домашнее задание Измерьте температуру воздуха в вашей квартире у пола и потолка. Совпадают ли показания термометра? Почему?

7. Вагоны-рефрижераторы для перевозки скоропортящихся продуктов (мясо, рыба, фрукты) имеют двойные стенки. Пространство между стенками заполняют пенопластом, а наружные поверхности окрашивают в белый или желтый цвет. Какие физические явления учтены в конструкции вагона-рефрижератора? 8. Маша доказывает, что в жару в белой одежде прохладнее, чем в черной, поскольку она меньше поглощает солнечной энергии. Дима считает, что лучше носить черную одежду, так как она больше излучает. Кто из ребят прав? Почему? 9. Почему поверхность цилиндров двигателя мотоцикла делают ребристой? 10. При горении верхняя часть широкой парафиновой свечи размягчается и плавится. Какие виды теплопередачи играют основную роль при передаче энергии от пламени к парафину? 11. Каким видом теплопередачи осуществляется: а) прогрев нижних слоев воды в озере в летний солнечный день; б) остывание воды в озере в летнюю прохладную ночь? Упражнение 4 1. Почему форточки делают в верхней части окна? 2. Как поступить, чтобы быстрее охладить бутылку минеральной воды: поставить ее на лед или обложить льдом сверху? 3. Подвал ‒ самое холодное место в доме. Почему? 4. В каком из кофейников одинакового объема вода закипит раньше? Остынет раньше? 5. Укажите причины, по которым снег в городе тает раньше, чем в деревне. 6. Лед, имеющий температуру t1 = −5 °С, поместили в морозильную камеру. Как будет изменяться его температура, если температура в камере: а) t2 = −10 °С; б) t3 = −5 °С; в) t4 = −1 °С? Почему?

Источник