Как упомяналось ранее, это путь, которым до нас доходит тепло Солнца. Волны не нуждаются в среде: они могут распространяться и через вакуум. При затемнении Солнца теплота и свет исчезают одновременно. Логично было бы заключить, что они движутся с одной скоростью. Различные цвета света имеют различные длины волн.

Тепловое излучение также имеет волновой диапазон. Чем выше температура (энергетический уровень) тела, производящего излучение, тем короче длина волны и больше ее энергия. Если маленький электрический нагреватель, находящийся за щелью, используется как источник тепла, металлический экран — как зеркало, а термоэлемент и щель — как индикатор, то можно показать, что законы отражения справедливы и для теплоты. Законы преломления могут быть продемонстрированы при помощи призмы из каменной соли вместо зеркала.

Исследование 1. Показать сходство тепла и света

Установите два вогнутых металлических отражателя, как показано на рисунке. Поместите источник света в фокусе отражателя А и экран в фокальной плоскости отражателя В. Отражение источника будет получено на экране. Если заменить источник света маленьким электронагревателем и поместить головку спички в фокусе отражателя В, то она воспламенится. Если затем убрать отражатель В и поместить спичечную головку в то же самое положение, то она не воспламенится. Это показывает, что тепловые волны могут быть сфокусированы так же, как и световые.

Исследование 2. Продемонстрировать явление поглощения тепловых волн

Это может быть показано при помощи дифференциального воздушного термометра Лесли. А и В — две одинаковые стеклянные колбы, соединенные друг с другом. Оставив колбу А какой она есть, закоптите колбу В. Откройте кран Т, чтобы обеспечить одинаковое давление в обеих колбах. Уровни окрашенной жидкости в U-образной трубке тогда тоже будут одинаковыми. Закройте кран Т и поместите маленький электрический нагреватель на одинаковом расстоянии между колбами А и В. Поскольку колбы находятся на одном с нагревателем уровне, то колбам не будет передаваться теплота путем конвекции и каждой из них будет передано одинаковое малое количество теплоты путем теплопроводности. Уровень жидкости падает на стороне колбы В и поднимается на стороне колбы А. Это показывает, что давление в В выше, чем давление в А. Поскольку исходные уровни были одинаковы, то можно заключить, что температура в В выше температуры в А. Это происходит потому, что черная поверхность поглотила больше теплового излучения, чем чистая поверхность.

Эти два эксперимента приводят нас к заключению, что черные поверхности — хорошие поглотители излучаемой тепловой энергии, в то время как белые и полированные поверхности нет. Именно поэтому летом парники в Англии часто покрывают слоем белой краски. Металлические крыши в жарких странах тоже часто красят в белый цвет. Тепловое излучение будет больше отражаться, чем поглощаться, и внутри дома будет прохладно.

StudHelp.Net - Контрольные работы, Курсовые проекты и Дипломы на заказ.