DERS 7: KARACİSİM IŞIMASI

Dersin Konuları

• Işınımın kaydedebilmek için bilinmesi gerekenlerin tanımlanması
• Kirchhoff yasası
• Isı ve enerji aktarımı
• Karacisim salmasının öğrenilmesi
• Özellikleri
• Wien yasası
• Stephan-Boltzmann yasası
• Enerji Akısı
• Işınımgücü

• Cisimlerden aldığımız tayfı içeren üç adet yasadır.
• Bu yasalar gözlenen tayfı tanımlamak için kullanılmaktadır.

Isı Transferi

• Bütün cisimler ışınım yayar ve ışınım alır.
• Hayatımızın bütün anlarında bu ısıya maruz kalırız.
• Cismin sıcak olması daha fazla enirjiyi dışarıya vermesi anlamına gelir.
• Çevresinden daha sıcak olan bir cisim aldığından daha fazla enerjiyi dışarıya verir.
• Eğer bünyesel olarak ısı (enerji) kaynağı mevcut değilse o cisim soğumaya başlar.

Enerji Transferi

• İletim:
• parçacıklar enerjilerini komşularıyla paylaşırlar
• Konveksiyon:
• parçacıkların kütlesel hareketleri, örn. türbülans
• Işınım:
• enerjinin fotonlarla taşınması

Cisimlerin İç Enerjileri

• Bütün cisimler iç enerjilere sahiptirler ve bunlar parcacıkların miktroskopik hareketleri ile kontrol edilirler.
• Bu hareketler tarafından kontrol edilen sürekli enerji düzeyleri vardır.
• Eğer bir cisim ısısal denge halinde ise bu cisim tek bir büyüklük ile temsil edilebilir, bu büyüklük ise sıcaklıktır.

Cisimlerden Yayınlanan Işınım

• Isısal dengede bulunan bir cisim tüm dalgaboylarında enerji yayar.
• sonuçta sürekli bir tayf ortaya çıkar
• Buna ısısal ışınım adı verilir.

Karacisim Işınımı

• Siyah bir cisim yada karacisim bütün dalgaboylarında üzerine düşen ışınımı soğurur.
• Bu kadacisim ayrıca ısısal ışınım yayar, örn. fotonlarla!.
• ocaktan yeni çıkmış kor halindeki demir gibi
• Yayınlanan enirjini miktarı(birim alan başına) sadece karacismin sıcaklığına bağlıdır.

• 1900 yıllarında Max Planck karacisimden gelen ışığın özelliğini belirledi.
• Plank Yasası, farklı sıcaklıklardaki bir karacismin ışınımı hesaplamak için kullanılan denklemdir

Karacismin Özellikleri

• Sıcaklık arttıkça karacisimden yayılan enerjinin maksimumu daha kısa dalgaboylarına doğru kayar (Wien Yasası).
• Karacismin daha sıcak olması, bütün dalgaboylarında birim alanda daha fazla enerjinin salınması anlamına gelir.
• daha büyük cisimler daha fazla ışınım yayarlar

• Karacisimdan yayınlanan enerjinin maksimum dalgaboyu aşağıdaki ifade ile verilir:

Wien Yasasının Sonuçları

• Sıcak cisimler mavi renkte görülür .
• Soğuk cisimler kırmızı renkte görülür.
• Yıldızların yüzeyleri hariç her tarafı karacisim gibi davranır.
• mavi yıldızlar kırmızı yıldızlardan daha sıcaktır

Stefan-Boltzmann Yasası

• Yayınlanan enerji sıcaklığa bağlı olarak çok hızlı artar.

 

 



• T iki katı arttığında ışınım gücü 16 kat artar: 2⁴ = 2 x 2 x 2 x 2 = 16

Enerji Akısı

• F, enerji akısı, bir cisimden yayılan birim alan başına enerji miktarıdır.

 

 



• Birimleri enerji, alan ve zamandır.

Işınımgücü

• Bir cisim tarafından yayınlanan toplam enerji.
• Bir küre için (yıldız benzeri) Alan= 4r² (m²) ile verilir.
• Buna göre L ışınımgücü: