المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 دماي كدام بيش‌تر است قرمز يا بنفش؟ (زنگ تفريح شماره‌ي 47)
دماي كدام بيش‌تر است قرمز يا بنفش؟ (زنگ تفريح شماره‌ي 47)زنگ تفريح فيزيك
رنگ‌هاي گرمايي و غير گرمايي

دماي كدام بيش‌تر است قرمز يا بنفش؟



نور ضرورتا هيچ دمايي ندارد. براي مثال نورهاي رنگي ستون‌هايي از نور را گسيل مي‌كنند كه هيچ دمايي ندارند. آن‌ها را «نورهاي بدون دما» مي‌ناميم؛ چراكه توسط جسم داغي (به‌واسطه‌ي دماي آن) گسيل نشده‌اند.

براي درك بهتر، رابطه‌ي پيچيده‌ي نور و دما به نور گرمايي نگاهي مي‌اندازيم.

وقتي يك تكه ذغال سياه رنگ را در اجاق آتش مي‌زنيم دماي آن به‌تدريج بالا مي‌رود. در طول اين فرايند، تكه ذغال نور گسيل مي‌كند يا اگر بخواهيم كلي‌تر به مسأله نگاه كنيم، «تابش الكترومغناطيسي» دارد.

در ابتدا اين تكه ذغال در دماي اتاق است و نور را در نور نامرئي فروسرخ گسيل مي‌كند. اين نور كاملا گرمايي است. بدين‌معني كه از همان تكه ذغال گسيل شده چون دماي آن بالا رفته و با انرژي گرمايي يا همان گرما حمل مي‌شود.

شما نمي‌توانيد اين نور را ببينيد چون اصلا مرئي نيست. اين نور از «تابش گرمايي» كه ديگر اجسام داخل اتاق در اطراف شما گسيل مي‌كنند، قابل‌تميز نيست.

ولي وقتي اين تكه ذغال هم‌چنان گرم‌تر مي‌شود «تابش گرمايي» بالاخره كم‌كم «نوراني» شده به‌سمت طول موج‌هاي كوتاه‌تر و فركانس‌هاي بالاتر منتقل مي‌شود. يك فيزيكدان مي‌گويد كه نور‌ آن به‌سمت انتهاي آبي طيف منتقل مي‌شود. شما هم‌چنان نمي‌توانيد اين «تابش گرمايي» را ببينيد ولي حالا ديگر مي‌توانيد انرژي گرمايي آن را با دستان يا صورت خود احساس كنيد. شما آن را به‌صورت بالاتر رفتن دماي جسم احساس مي‌كنيد.

وقتي دما به حدود 400 يا 500 درجه سانتي گراد مي‌رسد، آن را به‌صورت نور ضعيفي مي‌توانيد ببينيد. حالا «تابش گرمايي» حاصل از ذغال به‌‌سمت مرز قرمز و نور مرئي طيف متمايل مي‌شود.

در دماي 1300 درجه‌ي سانتي‌گراد ذغال كاملا قرمز يا كمي نارنجي به‌نظر مي‌رسد. در دماي 1800 درجه‌ي سانتي‌گراد زرد رنگ شده و در دماي 2500 درجه‌ي سانتي‌گراد به‌صورت نور سفيد - زرد ديده شده و به‌سرعت آتش مي‌گيرد.

در يك نگاه كلي «ذغال» گستره‌اي از نور را گسيل مي‌كند كه مشخصه‌ي خاص ذغال مورد استفاده در آن «دما»ست.

ذغال داغ‌تر طول موج كوتاه‌تري نسبت به قبل دارد يعني به‌سمت آبي طيف متمايل است و نور آن بيش‌تر و دماي‌اش بالاتر است. اين «نور گرمايي» طول موج خاص يا رنگ معيني ندارد بلكه تركيبي است از طول موج و رنگ كه بخش اصلي يك گستره از انرژي گرمايي است.

حالا اگر اين انرژي گرمايي را با استفاده از آينه‌هاي كامل اتاق محبوس كنيم، دقيقا مي‌توانيم بگوييم كه اين نور دماي معيني دارد. اين نور توسط يك جسم به‌‌دليل دماي آن گسيل مي‌شود و همه‌ي مشخصه‌ها را همراه با دما در خود دارد.

ولي وقتي رنگ‌هاي معيني را از اين نور فيلتر يا به‌عبارتي مسدود كنيد تا فقط برخي رنگ‌ها از آن فيلتر عبور كنند چه اتفاقي مي‌‌افتد؟ يا اگر رنگ‌هايي را به نور با ابزاري مثل: لامپ‌هاي فلوئورسانت يا نئون، يا ديودهاي گسيل‌كننده‌ي نور يا حتي ليزرها چه اتفاقي مي‌افتد؟

در اين حالت «نور گرمايي» وجود نخواهد داشت. طول موج‌هاي طيف نوري و روشنايي آن، مشخصه‌هاي خاص مانند: «دما» نيز ندارند. بنابراين اگر نور خورشيد را از يك فيلتر قرمز - كه فقط نور قرمز را عبور مي‌دهد - بگذرانيم و دماي نور قرمز را بخواهيم اندازه بگيريم، جواب اين است كه نور قرمز ديگر گرمايي نيست و دمايي هم ندارد.

در نتيجه سؤال شما زماني معني مي‌دهد كه هر دو نور قرمز و بنفش گرمايي باشند! يك جسم منير (تابنده) در حدود 1300 درجه‌ي سانتي‌گراد قرمز ظاهر خواهد شد. اين نوع قرمز منحصر به فرد است و مشخصه‌ي خاص خود را دارد زيرا پخش طول‌موج‌هاي گرمايي را نيز بايد شامل شود.

در جسم منير ديگري در حدود 15000 درجه‌ي سانتي گراد بنفش و بسيار روشن ظاهر خواهد شد. حالا اگر يك‌بار ديگر فرض كنيم «بنفش» طول موج خالص و معيني ندارد، بلكه گستره‌اي از طول‌موج‌هايي است كه شامل كُل گستره‌ي نور فرابنفش و مرئي هم مي‌شوند مي‌توانيم بگوييم كه نور بنفش گرم‌تر از نور قرمز است.

1386/9/22لينک مستقيم

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1394/5/20
مـتـن : سلام یه سوال دارم یعنی ما نور مادون قرمز و ماورا بنفش رو نمی تونیم ببینیم؟
ماورا بنفش با فرا بنفش فرق داره؟
پاسـخ : سلام، نه نميبينم. چشم حساس نيست به نورهاي طول موجهاي گستره هايي که نوشتيم. ولي ابزار براي ديدن اجسام در اون طول موجها هم داريم و بسيار هم جالب هست. هم در نجوم هم دوربينهايي مثل ديد در شب و غيره.

ماورابنفش و فرابنفش ترجمه ي فارسي يک کلمه (ultraviolet) هستند. هيچ فرقي با هم ندارند.

فرستنده :
ملیکا HyperLink HyperLink 1386/9/27
مـتـن : به نظرمن نوربنفش دارای دمای بیشتری است زیرامیزان شکست ان نیز بیشترازسرخ است
پاسـخ :مليكا جان
شكست نور تحت يك زاويه معين طول موج رو نشون ميده. ولي كمي اگر دقت كني داريم توو فيزيك گرمايي و غير گرمايي بودن هم بررسي مي كنيم تا لغت دما رو بتونيم براش به كار ببريم. نظرت درسته ولي اگر فقط با نگاه فركانس يا طول موج بهش نگاه كنيم. چون طول موج كوتاهه. حالا اگر اين نور يا موج الكترومغناطيسي رو در همون گستره طيفي مورد بررسي قرار بديم، طبق قانون «وين» مي بينيم كه بنفش دماي بيشتري داره. از اين روش براي بدست آوردن دماي ستارگان و اجرام سماوي در طيف سنجي ها در نجوم و اخترفيزيك هم استفاده مي كنيم. اين مقدمه‌ي مفهومي است بنام تابش جسم سياه.
از نظرت ممنون. باعث شدي مطالبي رو هر چند كوتاه اضافه كنم.

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1172
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1172