Hõõguva traadi soojuskiirgus soojendab musta paberit

Vaata katsevideot, milles soojuskiirgus soojendab musta paberitükki. Vasta küsimustele. Põhjenda oma vastuseid.

Millega me siin tegeleme

Kõik kehad, sõltumata nende materjalist või temperatuurist, kiirgavad soojuskiirgust. Mida kõrgem on keha temperatuur, seda rohkem soojuskiirgust keha ajaühikus kiirgab.

Soojuskiirgus on üks osa nähtamatust valgusest, mida õppisime 8. klassis – soojuskiirgus on infravalgus. Soojuskiirguse tekkimine on seotud aineosakeste soojusliikumisega, täpsemalt saab selle kohta lugeda järgnevas materjalis.

Soojuskiirgus ja soojusliikumine

Teame, et aineosakesed on pidevas soojusliikumises. Teame ka, et kõik kehad kiirgavad infrapunakiirgust, mida nimetatakse ka soojuskiirguseks. Kuidas need kaks nähtust seotud on?

Selles esimeses katses kuumutame me takistustraadi elektrivoolu toimel hõõgumiseni. Saame sel viisil hea infravalguse/soojuskiirguse allika, millega katseid teha.

Täpsemalt saame soojuskiirguse olemasolus veenduda nii, et soojendame selle abil paberitükki. 

Hõõguva traadijupi kiiratud infravalguse toime

Katse tulemused

Musta paberiga kaetud sensori maksimaalne temperatuur ()
Katmata sensori maksimaalne temperatuur ()
Temperatuuride erinevus   ()
Miks me nii küsime

Soojusõpetusest saame selle küsimuse arutamiseks kasutada konvektsiooni mõistet. Arvestades, et traadi temperatuur on kõrge, peab konvektsioon igal juhul tekkima ning seda tunneme me kätt traadi kohal hoides.

Tegelikult saab siin rääkida ka valgusõpetuse keeles, sest traat on kiirteoptika mõttes samasugune valgusallikas nagu iga teine, millega valgusõpetuses tegelesime. Muuhulgas levib soojuskiirgus sirgjooneliselt, mistõttu traadi otste lähedusse, krokodill-klemmide taha, tekib vari.

Kas selline katse võiks õnnestuda ka siis, kui traat ei hõõgu punaselt?