Springen naar inhoud

Zwarte straler


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Tudum

    Tudum


  • >250 berichten
  • 412 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 september 2010 - 16:59

Hallo!

Ik heb een beetje moeite met het begrijpen van wat een zwarte straler nu precies is. Wikipedia zegt dit:

In de natuurkunde is een zwarte straler of zwart lichaam (Engels: black body) een voorwerp dat alle elektromagnetische straling die er op valt, absorbeert (en dus niet reflecteert).


Nu weet ik dat een zwarte straler dikwijls wordt voorgesteld als een soort "doos" met een hele kleine opening in. Alle straling die door die opening invalt blijft dan binnen het lichaam, dus is geabsorbeerd. Als ik dat goed begrijp.

Nu zit ik met twee vragen daarover.

Ten eerste: straling die naast het gat invalt op de doos wordt toch niet geabsorbeerd? Dus de straler absorbeert toch niet alle elektromagnetische straling die erop invalt?

Ten tweede: perfect absorber = perfect emitter, leerden mijn lessen thermodynamica mij. Hoe zendt die doos straling uit? Door warmte die door de wanden komt? Of...?

In ieder geval al bedankt voor 't lezen ;)

Veranderd door Laura., 28 september 2010 - 16:59

Vroeger Laura.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

aestu

    aestu


  • >250 berichten
  • 254 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 september 2010 - 17:19

Ten tweede: perfect absorber = perfect emitter, leerden mijn lessen thermodynamica mij. Hoe zendt die doos straling uit? Door warmte die door de wanden komt? Of...?

Onder de vorm van fotonen ( elektromagnetische straling ) waar de intensiteit bij een bepaalde golflengte bepaald wordt door de stralingswet van Planck.

#3

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44825 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 september 2010 - 17:38

Nu weet ik dat een zwarte straler dikwijls wordt voorgesteld als een soort "doos" met een hele kleine opening in. Alle straling die door die opening invalt blijft dan binnen het lichaam, dus is geabsorbeerd. Als ik dat goed begrijp.

Nu zit ik met twee vragen daarover.

Ten eerste: straling die naast het gat invalt op de doos wordt toch niet geabsorbeerd? Dus de straler absorbeert toch niet alle elektromagnetische straling die erop invalt?

de onderhavige zwarte straler is dan ook niet de doos zelf, maar dat gat.......(en wat daarachter zit).
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#4

mcs51mc

    mcs51mc


  • >250 berichten
  • 470 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 september 2010 - 18:09

Nu weet ik dat een zwarte straler dikwijls wordt voorgesteld als een soort "doos" met een hele kleine opening in. Alle straling die door die opening invalt blijft dan binnen het lichaam, dus is geabsorbeerd. Als ik dat goed begrijp.

Black bodies (BB) om IR pyrometers te calibreren hoeven geen "kleine" opening te hebben hoor (zie hier of ook hier).
Je moet ook weten dat die BB elektrisch op een constante temperatuur gehouden wordt en dus altijd IR straling uitstraalt.

#5

Tudum

    Tudum


  • >250 berichten
  • 412 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 oktober 2010 - 14:45

Bedankt voor de reacties!

de onderhavige zwarte straler is dan ook niet de doos zelf, maar dat gat.......(en wat daarachter zit).


Dat gat lijkt me al logischer, al zit ik nog met wat probleempjes. En wat bedoelt u precies met "wat daarachter zit"?

Dat gat: dat absorbeert zelf toch niks? Of gaat het door de lucht die energie krijgt door de straling, en gezien heel de inhoud van de doos energie krijgt, krijgt "het gat" ook energie? Maar dan absorbeert het het niet zelf? Of bedoelt u dat met "wat daarachter zit"?




Black bodies (BB) om IR pyrometers te calibreren hoeven geen "kleine" opening te hebben hoor (zie hier of ook hier).
Je moet ook weten dat die BB elektrisch op een constante temperatuur gehouden wordt en dus altijd IR straling uitstraalt.


Hmmmmmmm.... Die laatste bij de eerste link: ik dacht dat zwarte stralers niets mochten reflecteren?
Vroeger Laura.

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44825 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 oktober 2010 - 17:05

Dat gat lijkt me al logischer, al zit ik nog met wat probleempjes. En wat bedoelt u precies met "wat daarachter zit"?

Dat gat: dat absorbeert zelf toch niks?

In zekere zin absorbeert dat juist alles, want het reflecteert niks. Alle ontvangen straling verdwijnt erin.

Of gaat het door de lucht die energie krijgt door de straling, en gezien heel de inhoud van de doos energie krijgt, krijgt "het gat" ook energie? Maar dan absorbeert het het niet zelf? Of bedoelt u dat met "wat daarachter zit"?

Het is in de praktijk niet mogelijk stoffen te hebben die perfect zwart zijn. Er zal altijd in meerdere of mindere mate inkomende straling gereflecteerd worden. Een stoffelijke zwarte straler is dus in de praktijk onbestaand.
De kans dat externe straling door het gat naar binnen gaat én ook weer door dat gat naar buiten gereflecteerd wordt is nihil, of in elk geval zéér gering. Alle ingevangen straling zal dus ergens in de doos eindigen als warmte, en als gevolg daarvan gaan doosmoleculen thermisch stralen. Een deel van die thermische straling verlaat onvermijdelijk dat gat.
Een gat in een doos is dus een behoorlijke benadering van een zwarte straler.

Geweldig concept :) , een gat dat "iets" is...... .
(die mol van Winnie de Pooh was misschien zo gek nog niet ](*,) )


Hmmmmmmm.... Die laatste bij de eerste link: ik dacht dat zwarte stralers niets mochten reflecteren?

doorklikken, niet alleen plaatjes kijken:

The Cyclops Model 878 is a spherical blackbody source.
It consists of an inner black sphere that sits inside a
spherical furnace
and is suitable for use as a radiation
source for infrared thermometers.


spherical_blackbody_source.jpg

het plaatje op de site vergrotend zie je rondom duidelijk gaatjes zitten. Geen idee hoe het precies gebruikt wordt, maar gezien de tekst en die gaatjes zal het vast niet om de buitenkant gaan.
(ik zou niet graag een stalen bol met een temperatuur van 1300°C in mijn lab open en bloot op tafel hebben staan ;) )
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

mcs51mc

    mcs51mc


  • >250 berichten
  • 470 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2010 - 07:22

Mag ik hier even op terugkomen

Ik heb een beetje moeite met het begrijpen van wat een zwarte straler nu precies is. Wikipedia zegt dit:


In de natuurkunde is een zwarte straler of zwart lichaam (Engels: black body) een voorwerp dat alle elektromagnetische straling die er op valt, absorbeert (en dus niet reflecteert).


Eigenlijk heb je het belangrijkste uit de definitie van een zwarte straler = Black Body = BB weg gelaten namelijk:

De intensiteit en spectrale verdeling van de door het lichaam afgegeven straling is uitsluitend afhankelijk van de temperatuur.


Een BB absorbeert dus alle elektromagnetische stralingen op en straalt een beperkt spectrum uit volgens zijn temperatuur.
Heb je de engelse wiki hieromtrent ook gelezen? Die is véél uitgebreider en, volgens mij, duidelijker klik.


Volgens mij werd er in de vorige posts véél te véél aandacht geschonken aan "het gat" van industriële BB's.
In theorie hoeft een BB helemaal geen gat te hebben, alle staling die er aan de buitenkant op valt wordt terug uitgestraald in een ander spectrum afhankelijk van zijn temperatuur. De opgenomen straling hoeft niet langs een-al-dan-niet-bestaand gat in te vallen, eender wat die langs de buitenkant op de BB valt is ook goed.
Wanneer je eender welk object, met of zonder gat, uit dit materiaal kan laten maken en vervolgens op jouw bureau zet, dan heb je op je bureau een BB, zonder gat.


Waarom zit er dan een gat in die industriële BB's?
Je moet eerst weten waarvoor dergelijke BB's gebruikt worden, calibratie/verificatie van IR pyrometers. IR pyrometers ontvangen de IR straling van objecten op en bepalen hiermee de temperatuur van het object waar zij naar "kijken".
Een BB is nu geometrisch zodanig gemaakt, dat alle uitgezonden IR straling omwille van de temperatuur van de BB, langs dat gat naar buiten komt.
Een pyrometer, opgesteld voor dat gat, ontvangt dus alle IR straling van de BB en zou dezelfde temperatuur moeten meten als de referentie thermokoppel in de BB.
Stel dat slechts de helft van de IR straling zou "gezien" worden door de IR pyrometer, dan zou de pyrometer slechts de helft van de werkelijke temperatuur meten.

Een idustriële BB wordt elektrisch op een bepaalde temperatuur gebracht. Alle elektromagnetische straling die er dan op valt, wordt in een zéér beperkt IR spectrum uitgestraald omwille van zijn temperatuur.
Je moet er dus ook voor zorgen dat de IR pyrometer in hetzelfde gebied (vb 2 tot 4µm) meet als je BB, op een bepaalde temperatuur, IR straling uitzend.
Maw je kan niet eender welke pyrometer op eender welke BB calibreren.

Hopelijk was dit een beetje duidelijk ](*,)

#8

Tudum

    Tudum


  • >250 berichten
  • 412 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2010 - 21:36

Het heeft het duidelijker gemaakt inderdaad ;)

Bedankt voor de reacties! En sorry voor mijn late antwoord.
Vroeger Laura.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures