তাপীয় বিকিরণ: বৈশিষ্ট্য, উদাহরণ, অ্যাপ্লিকেশন - শারীরিক - 2025

তাপ বিকিরণ শক্তি তার তাপমাত্রা সঙ্গে একটি শরীরের দ্বারা এবং ইনফ্রারেড ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালী তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দ্বারা প্রেরণ করা হয়। ব্যতিক্রম ব্যতীত সমস্ত সংস্থা কিছু পরিমাণে ইনফ্রারেড বিকিরণ নির্গত করে, তাদের তাপমাত্রা যতই কম হোক না কেন।

এটি ঘটে যায় যে যখন তারা ত্বরণযুক্ত গতিতে থাকে, বৈদ্যুতিকভাবে চার্জযুক্ত কণাগুলি দোল হয় এবং তাদের গতিশক্তি শক্তির জন্য ধন্যবাদ, তারা ক্রমাগত তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গ নির্গত করে।

চিত্র 1. আমরা সূর্যের থেকে আসা তাপীয় বিকিরণের সাথে খুব পরিচিত, যা বাস্তবে তাপশক্তির মূল উত্স। সূত্র: Pxhere

একমাত্র উপায় যে কোনও দেহ তাপীয় বিকিরণ নির্গত করে না তার কণাগুলি পুরোপুরি বিশ্রামের জন্য। এইভাবে, এর তাপমাত্রা কেলভিন স্কেলে 0 হবে তবে কোনও বস্তুর তাপমাত্রাকে এই জাতীয় বিন্দুতে হ্রাস করা এমন একটি বিষয় যা এখনও অর্জন করা যায় নি।

তাপীয় বিকিরণের বৈশিষ্ট্য

একটি উল্লেখযোগ্য সম্পত্তি যা অন্যদের থেকে এই তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়াটিকে পৃথক করে তা হ'ল এটি উত্পাদন করার জন্য কোনও উপাদানগুলির মাধ্যমের প্রয়োজন হয় না। সুতরাং, সূর্যের দ্বারা নির্গত শক্তি, উদাহরণস্বরূপ, মহাকাশ হয়ে 150 মিলিয়ন কিলোমিটার ভ্রমণ করে এবং অবিচ্ছিন্নভাবে পৃথিবীতে পৌঁছে।

কোনও ইউনিট সময়কালে তাপীয় শক্তির পরিমাণ জানতে একটি গাণিতিক মডেল রয়েছে:

এই সমীকরণটি স্টিফানের আইন হিসাবে পরিচিত এবং নিম্নলিখিত পরিমাণগুলি উপস্থিত হয়:

- পি ইউনিট সময় পি তাপীয় শক্তি, যা শক্তি হিসাবে পরিচিত এবং আন্তর্জাতিক ইউনিটগুলির ইউনিটগুলির ইউনিট ওয়াট বা ওয়াট (ডাব্লু)।

- বর্গমিটারে তাপকে তাপিত করে এমন বস্তুর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল ।

-এ ধ্রুবক, যাকে স্টেফান বলা হয় - বোল্টজম্যান ধ্রুবক, σ দ্বারা চিহ্নিত এবং যার মান 5.66963 x10 ^-8 ডাব্লু / এম ² কে ⁴,

স্বয়ংক্রিয়ভাবে emissivity বস্তুর (নামেও emittance) এবং, একটি dimensionless পরিমাণ (unitless) যাদের মান 0 এবং 1 এর মধ্যে এটা উপাদানের প্রকৃতি এর সাথে সম্পর্কিত হয়: যেমন একটি আয়না, কম emissivity হয়েছে যেহেতু একটি খুব অন্ধকার শরীর আছে উচ্চ দূত।

-আর অবশেষে ক্যালভিনে তাপমাত্রা টি।

তাপ বিকিরণের উদাহরণ

স্টিফানের আইন অনুসারে, কোনও বস্তু যে হারে শক্তি বিকিরণ করে তা অঞ্চল, বিস্মরণ এবং তাপমাত্রার চতুর্থ শক্তি সমানুপাতিক।

যেহেতু তাপীয় শক্তি নির্গমনের হার টি এর চতুর্থ শক্তির উপর নির্ভরশীল, তাই এটি স্পষ্ট যে তাপমাত্রায় ছোট পরিবর্তনগুলি নির্গত বিকিরণের উপর বিশাল প্রভাব ফেলবে। উদাহরণস্বরূপ, তাপমাত্রা দ্বিগুণ হলে, বিকিরণটি 16 গুণ বাড়বে increase

স্টেফানের আইনের একটি বিশেষ ক্ষেত্রে হ'ল নিখুঁত রেডিয়েটর, একটি সম্পূর্ণরূপে অস্বচ্ছ বস্তু যা একটি ব্ল্যাক বডি, যার দূর্ভোগ হুবহু ১ this

এটি ঘটেছিল যে স্টেফানের আইন একটি গাণিতিক মডেল যা কোনও বস্তুর দ্বারা নির্গত বিকিরণকে মোটামুটিভাবে বর্ণনা করে, যেহেতু এটি ভ্রমনকে একটি ধ্রুবক হিসাবে বিবেচনা করে। এমিসিভিটি আসলে নির্গত বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য, পৃষ্ঠের সমাপ্তি এবং অন্যান্য কারণগুলির উপর নির্ভর করে।

যখন ই স্থির হিসাবে বিবেচনা করা হয় এবং স্টেফানের আইন শুরুর দিকে নির্দেশিত হিসাবে প্রয়োগ করা হয়, তখন বস্তুকে ধূসর দেহ বলা হয় called

ধূসর দেহের হিসাবে বিবেচিত কিছু পদার্থের স্বতন্ত্র মানগুলি হ'ল:

- চালিত অ্যালুমিনিয়াম 0.05

-ব্ল্যাক কার্বন 0.95

-মানুষের ত্বকের যে কোনও রঙের 0.97

-উড 0.91

-আইস 0.92

ওয়াটার 0.91

-কম্পার 0.015 এবং 0.025 এর মধ্যে

-0.06 এবং 0.25 এর মধ্যে স্টিল

সূর্য থেকে তাপীয় বিকিরণ

তাপীয় বিকিরণ নির্গত করে এমন একটি বস্তুর একটি মূখ্য উদাহরণ হ'ল সূর্য It

এই মানটি সৌর ধ্রুবক হিসাবে পরিচিত এবং প্রতিটি গ্রহের একটি থাকে যা সূর্যের থেকে গড় দূরত্বের উপর নির্ভর করে depends

এই বিকিরণ সূক্ষ্মভাবে বায়ুমণ্ডলীয় স্তরগুলির প্রতিটি মি ² এর মধ্য দিয়ে যায় এবং বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে বিতরণ করা হয়।

এটি প্রায় সমস্ত দৃশ্যমান আলোর আকারে আসে তবে একটি ভাল অংশ আসে ইনফ্রারেড রেডিয়েশনের হিসাবে, যা হুবহু যা আমরা তাপ হিসাবে দেখি এবং কিছুটি অতিবেগুনী রশ্মি হিসাবেও। এটি গ্রহের চাহিদা মেটাতে যথেষ্ট পরিমাণে শক্তি, এটি ক্যাপচার এবং এটি সঠিকভাবে ব্যবহার করার জন্য।

তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিক থেকে, এগুলি এমন রেঞ্জগুলির মধ্যে যা পৃথিবীতে পৌঁছায় এমন সৌর বিকিরণ পাওয়া যায়:

- ইনফ্রারেড, যা আমরা তাপ হিসাবে উপলব্ধি করি: 100 - 0.7 মিমি *

- দৃশ্যমান আলো, 0.7 থেকে 0.4 মাইল

- অতিবেগুনী, 0.4 μm এর চেয়ে কম

* 1 μm = 1 মাইক্রোমিটার বা এক মিটার দশ মিলিয়ন।

Wien এর আইন

নীচের চিত্রটি বিভিন্ন তাপমাত্রার জন্য তরঙ্গ দৈর্ঘ্যের উপর বিকিরণের বিতরণ দেখায়। বিতরণটি ভিয়েনের স্থানচ্যুতি আইন মেনে চলে, যার মতে সর্বাধিক বিকিরণের তরঙ্গদৈর্ঘ্য λ _{সর্বাধিক} ক্যালভিনের তাপমাত্রা টির সাথে বিপরীত অনুপাত:

λ _{সর্বোচ্চ} T = 2,898। 10 ⁻³ m⋅K

চিত্র 2. একটি কালো শরীরের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফাংশন হিসাবে বিকিরণের গ্রাফ। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

সূর্যের পৃষ্ঠতল তাপমাত্রা প্রায় 5,700 কে এবং প্রাথমিকভাবে সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যতে ছড়িয়ে পড়ে, যেমন আমরা দেখেছি। যে বাঁকটি সূর্যের সান্নিধ্যের সাথে প্রায় নিকটবর্তী হয় এটি 5000 কিলো নীল এবং অবশ্যই দৃশ্যমান আলোর পরিসরে সর্বাধিক থাকে। তবে এটি ইনফ্রারেড এবং অতিবেগুনীতেও ভাল অংশ নির্গত করে।

তাপ বিকিরণ অ্যাপ্লিকেশন

সৌরশক্তি

সূর্য যে পরিমাণ প্রচুর পরিমাণে বিকিরণ করে তা সংগ্রহকারী নামক ডিভাইসে সংরক্ষণ করা যেতে পারে, পরে এটি রূপান্তর করতে এবং এটিকে বৈদ্যুতিক শক্তি হিসাবে সুবিধাজনকভাবে ব্যবহার করতে।

ইনফ্রারেড ক্যামেরা

তারা এমন ক্যামেরা যা তাদের নাম অনুসারে, সাধারণ ক্যামেরার মতো দৃশ্যমান আলোয়ের পরিবর্তে ইনফ্রারেড অঞ্চলে কাজ করে। তারা এই সত্যের সুযোগ নিয়েছে যে সমস্ত দেহ তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে আরও বেশি বা কম পরিমাণে তাপীয় বিকিরণ নির্গত করে।

চিত্র 3. একটি ইনফ্রারেড ক্যামেরায় ধরা কুকুরের চিত্র। মূলত হালকা অঞ্চলগুলি সর্বাধিক তাপমাত্রার সাথে প্রতিনিধিত্ব করে। বর্ণগুলির সুবিধার্থে প্রসেসিংয়ের সময় যুক্ত হওয়া রঙগুলি প্রাণীর দেহের বিভিন্ন তাপমাত্রা দেখায়। সূত্র: উইকিমিডিয়া কমন্স।

পিরামিট্রি

তাপমাত্রা যদি খুব বেশি হয় তবে পারদ থার্মোমিটার দিয়ে তাদের পরিমাপ করা সর্বোত্তম বিকল্প নয়। এর জন্য পাইরোমিটারগুলিকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়, যার মাধ্যমে কোনও বস্তুর তাপমাত্রা তার দূর্বলতা বজায় রেখে নির্ধারণ করা হয়, একটি তড়িৎ চৌম্বকীয় সংকেত নির্গমনকে ধন্যবাদ।

জ্যোতির্বিজ্ঞান

স্টারলাইট কালো দেহের সান্নিধ্যের পাশাপাশি পুরো মহাবিশ্বের সাথে খুব ভাল মডেলিং হয়। এবং এর অংশ হিসাবে, উইনের আইন ঘন ঘন জ্যোতির্বিদ্যায় নক্ষত্রগুলির তাপমাত্রা নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয় যা তারা নির্গত হয় সেই আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনুসারে।

সামরিক শিল্প

ক্ষেপণাস্ত্রগুলি লক্ষ্য করে লক্ষ্য করা হয় ইনফ্রারেড সিগন্যাল ব্যবহার করে যারা বিমানের উষ্ণতম অঞ্চলগুলি উদাহরণস্বরূপ ইঞ্জিনগুলি সনাক্ত করতে চায়।

তথ্যসূত্র

1. গিম্বাটিস্টা, এ। 2010. পদার্থবিজ্ঞান। 2nd। এড। ম্যাকগ্রা হিল
2. গমেজ, ই। চালনা, সংক্রমণ এবং রেডিয়েশন। উদ্ধার করা হয়েছে: এলটামিজ ডটকম থেকে।
3. গঞ্জলেজ ডি অ্যারিটা, আই। তাপ বিকিরণের প্রয়োগসমূহ। থেকে উদ্ধার: www.ehu.eus।
4. নাসা আর্থ অবজারভেটরি। জলবায়ু এবং পৃথিবীর শক্তি বাজেট। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: Earthobservatory.nasa.gov থেকে।
5. নাটাহেনাও। তাপ অ্যাপ্লিকেশন। পুনরুদ্ধার: natahenao.wordpress.com।
6. সার্ওয়ে, আর। ফিজিক্স ফর সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং। খণ্ড 1. সপ্তম। এড। সেন্টেজ লার্নিং।