Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Hoe kan bewegingsenergie omgezet worden naar straling?

Ik vroeg me in een andere vraag af hoe het kon dat warmte door werd gegeven van voorwerp naar voorwerp, omdat warmte eigenlijk gewoon een beweging is (van onderlinge moleculen)

Hier de vraag.
http://www.goeievraag.nl/vraag/temperatuur-overdracht-extra-uitleg.89701#495574


Cryofiel zei dat het via infrarode straling kon. Maar dat zou dus betekenen dat beweging (de moleculen) worden omgezet naar straling. Hoe is dit mogelijk?

(deze vraag gaat er uiteraard van uit dat Cryofiel wel gelijk had uiteraard, maar dat geloof ik ook wel..)

Toegevoegd na 5 dagen:
Bedankt allemaal! Ik heb het idee dat ik hier steeds meer begin te leren(= Soms stel ik een beetje stomme vragen, maar ik vind het toch leuk dat ik op dit gebied nog even wat kan leren(=

Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
975

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Het beste antwoord

Het antwoord blijkt gewoon op Wikipedia te staan, en blijkt dan ook nog eens heel simpel te zijn. Stom dat ik er zelf niet opkwam.

Een geladen deeltje dat wordt versneld, zendt elektromagnetische straling uit. Materie bestaat uit protonen en elektronen. Warme materie bestaat uit trillende protonen en elektronen. Trillen betekent dat die protonen en elektronen continu worden versneld: nu eens de ene kant op, dan eens de andere kant op, met steeds wisselende snelheden (de snelheden wisselen zowel in grootte als in richting).

Daarbij komt dus elektromagnetische straling vrij. Dat is de warmtestraling die wij waarnemen.

Toegevoegd na 21 minuten:
 
Alleen *trillende* geladen deeltjes zenden dus straling uit. Die worden namelijk continu versneld.

Elektronen die rond de kern bewegen, worden - quantummechanisch gezien - niet versneld. (Klassiek gezien worden ze wel versneld, en zouden ze straling moeten uitzenden, daardoor energie moeten verliezen, en al snel op de atoomkern moeten klappen - dat dat niet gebeurt, was een groot raadsel dat pas werd opgelost toen de quantummechanica werd ontdekt.)
(Lees meer...)
Cryofiel
14 jaar geleden

Andere antwoorden (4)

Zelfde systeem als een tesla spoel maar dan andere ingrediënten?
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Was dat niet van ACDC?
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Jaa klopt maar dan met hele andere ingrediënten
een radiator (van een centrale verwarming) doet het op twee manieren:
-warmt de lucht op waarmee het in aanraking komt. (laat de luchtmoleculen sneller bewegen)
-straalt warmte uit. (infrarood)

Kan je een precies voorbeeld geven, als je iets anders bedoelt?
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Naast het bewegen van de moleculen, wat warmteoverdracht mogelijk maakt dmv. geleiding, is er warmteoverdracht mogelijk door straling. Dat is een ander principe. Zoals je bekend zal zijn bestaat een atoom uit een kern en elektronen rond de kern. Die elektronen kunnen zich in diverse banen om de kern bevinden en springen onder het invangen van een foton in een hogere baan, of, onder het uitzenden van een foton in een lagere baan. In het laatste geval neemt de hoeveelheid energie van het atoom af onder uitzending van een foton (=straling), want een foton vertegenwoordigt energie (E=H . v). De hoeveelheid straling die een lichaam uitzendt is evenredig met de vierde macht van diens temperatuur (gemeten in Kelvin). Bevindt een stukje materie zich in evenwicht dan ontvangt het evenveel uit de omgeving als het uitzendt. Je begrijpt hieruit allicht dat wanneer je een brokje materiaal hebt met een lagere temperatuur dan een brokje materiaal ernaast met een hogere temperatuur, dat dat laatste brokje materiaal grosso modo minder fotonen invangt van het eerste brokje dan het zelf uitzendt. En dus koelt het warmere brokje materiaal af, terwijl het koelere brokje materiaal, dat dus méér fotonen invangt, dientengevolge opwarmt.
Is een brokje materie afgekoeld tot het absolute nulpunt, dan bevinden alle elektronen zich in de laagste toegestane schillen van het atoom en kunnen dus geen fotonen meer uitzenden. Dan er is geen warmte-straling meer.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Cryofiel
14 jaar geleden
Nee, dat is 'm niet. Het mechanisme dat jij beschrijft produceert straling op heel specifieke golflengtes. De natriumlampen op straat zijn daar voorbeelden van. Elektronen kunnen slechts in specifieke banen zitten. Daardoor kan, bij het terugvallen van een elektron van een hogere naar een lagere baan, slechts een specifieke hoeveelheid energie vrijkomen. De uitgezonden straling is daardoor eenkleurig. Thermische straling daarentegen is uiterst breedbandig, en heeft een continu spectrum.
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden
Klopt, je zegt het zelf: op specifieke golflengtes. Gekwantiseerd dus en absoluut géén continue spectrum. Dat is het verschil tussen de stralingswet van Rayleigh-Jeans (die niet klopte voor kleinere golflengtes) en de stralingswet zoals Planck die voorstelde. Planck stelde dus dat de energie van een elektromagnetische golf gekwantiseerd is en alleen de waarden n x h x v kan aannemen waarin n een geheel getal is. Om de totale hoeveelheid uitgezonden straling te berekenen moet je dus niet integreren over een continu spectrum en krijg je geen ultravioletcatastrophe.
Cryofiel
14 jaar geleden
We hebben het over twee heel verschillende aspecten. De UV-catastrofe wordt inderdaad opgelost door rekening te houden met kwantisatie van lichtenergie. Maar dat staat helemaal los van het smalbandige spectrum dat ontstaat wanneer elektronen terugvallen van het ene energieniveau naar het andere. Twee voorbeelden van spectra die ontstaan doordat elektronen terugvallen van een hoger energieniveau naar een lager energieniveau, vind je hier:
--  http://en.wikipedia.org/wiki/File:SOX.png
--  http://en.wikipedia.org/wiki/File:Spectrum-hp-sodium.jpg
Het eerste spectrum is van de gewone natriumlamp die we in straatverlichting zien, het tweede spectrum is van een hogedruknatriumlamp. Vergelijk die spectra eens met een paar spectra van zwartlichaamstraling:
--  http://en.wikipedia.org/wiki/File:Wiens_law.svg
Energie is energie. Het maakt weinig uit hoe je die uit drukt.
Als moleculen sneller bewegen is het object warmer. Bij een gas is die relatie het meest direct en uit zich als:
E(k) = 1/2 *m*v^2 = 3/2*k*T (k is hier de constante van Boltzmann)

De *gemiddelde* snelheid waarmee de moleculen zich bewegen wanneer een gas een bepaalde temperatuur (root mean square snelheid) heeft is kan daarmee worden afgeleid tot: V(rms) = sqrt((3*k*T)/m)) = sqrt((3*R*T)/M)) waarin 'm' de molecuul massa is en M de molaire massa. (Temperatuur overigens altijd in Kelvin.)

(Let op dat dit alleen werkt voor een gas. Meer specifiek nog een ideaal gas waarbij intermoleculaire krachten worden verwaarloosd. Bij solide en vloeibare stoffen is er te veel interactie tussen de moleculen om vrij te bewegen en gaat deze berekening niet meer op. Het principe van bewegende moleculen tov warmte blijft wel overeind. Er komen alleen nog meer factoren bij.)

Wanneer een object warm is straalt het infrarode straling uit. Wanneer het infrarode straling uitzend verliest het energie en koelt het af. Die afkoeling vertaalt zich als het langzamer bewegen van de moleculen van de stof.
(Lees meer...)
Verwijderde gebruiker
14 jaar geleden

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 5000
Gekozen afbeelding