Фотон нагревает поверхность?
Я правильно понимаю, что фотоны нагревает поверхность? Если да, то почему, например, фотоны испущенные от пламени нагревают поверхность сильнее, а фотоны испущенные от какой нибудь современной лампочки и вовсе этого не делают (либо же крайне малый нагрев)?
В моем представлении фотоны воздействуют на атомы какой либо поверхности, как бы «заставляют» их хаотично двигаться и собственно это приводит к нагреву, в таком случае именно фотоны имеют первоначальную ступень в нагреве тела. Отсюда и вопрос выше всплыл в голове.
Спасибо.
Да, фотоны нагревают поверхность, если поглощаются ею.
Свет от нагретых предметов вроде свечи нагревает эффективнее.
Есть понятие "теплого" и "холодного" света. Это можно услышать в обиходе художников или в быту. Но как ни странно, это разделение прямо противоположно физической природе света. "Теплым" называют свет красного и желтого оттенка, потому что он ассоциируется именно с пламенем - свечой, костром, камином, печью. А "холодным" называют свет с голубым оттенком - потому что он ассоциируется скорее со льдом и снегом. То есть, наименование это порождено ощущениями, оно ассоциативно.
На самом же деле, в физике, картина обратная.
Любое тело излучает свет (если имеет температуру, отличную от абсолютного нуля). Свет - явление волновое. И чем выше температура предмета, тем более КОРОТКИЕ волны он излучает. При температурах вплоть до 300 градусов Цельсия, длина волны излучаемого света слишком велика, чтобы его можно было увидеть глазом. Такой свет называется "инфракрасным". Когда стоишь около раскаленного предмета (например, печки), то явственно ощущаешь поток тепла от нее, который не объяснишь обычным теплообменом через воздух. Это тепло - прилетает от печки в виде инфракрасного света.
Если предмет нагревать сильнее, то в его свете (помимо прежнего ИК излучения) появляется и видимый участок - красный. Такой предмет уже явно светится, сначала темно-вишневым цветом, потом красным, потом оранжевым. Еще более сильный нагрев (выше тысячи градусов) - в излучении появляются еще более короткие волны, зеленого и синего оттенка. Смешиваясь с прежними красно-оранжевыми (которые и при таком нагреве тоже никуда не деваются), они выглядят для нас просто "белыми". Еще более сильный нагрев (десятки и сотни тысяч градусов) - в составе излучения появляется опять невидимы для глаза ультрафиолет. Еще выше - рентгеновское излучение. Например, солнечный свет порождается звездой с температурой недр в десятки МИЛЛИОНОВ градусов - поэтому в его составе имеются опасные для человека составляющие. Наиболее горячие (и опасные) звезды - как раз голубоватого оттенка.
Короче говоря, в физике "голубое" излучение - как раз-таки "горячее", в отличие от красно-оранжевого. Обратная классификация :-)
Почему синий свет нагревает предметы хуже, чем красный? Почему ультрафиолет не греет, а ИК - очень даже?
Потому что "температурой" мы называем кинетическую энергию колебаний молекул. Сами по себе молекулы не бывают "теплыми" и "холодными", они просто ДВИЖУТСЯ с разной интенсивностью - и это мы называем "температурой". Но молекулы - имеют определенную массу, а значит, и инерцию. Они не могут колебаться с любой частотой, инерция мешает. Так вот, подавляющее большинство предметов состоит из молекул, естественные частоты колебаний которых слишком медленны, чтобы реагировать на синий или фиолетовый свет. Зато более длинноволновой - красный и инфракрасный - намного ближе по частоте к тепловым колебаниям молекул. Именно поэтому ИК свет наиболее эффективно "расталкивает" молекулы предмета, тем самым нагревая его.
А нагреваясь, предмет, в свою очередь начинает излучать ИК-свет. Как и большинство физических процессов, этот процесс - обратим, двусторонен :-)
Большая часть фотонов от свечи в ИК-диапазоне. То есть ты просто не видишь большую часть того света, что нагревает. А вот в лампах в основном видимый. Он не только поглощается иначе, так ещё именьше его, чем ИК от раскалённой пыли.
Фотон - он не только частица, но и волна.
Поэтому важной его характеристикой является частота.
При этом частота и переносимая фотоном энергия связаны между собой прямо через постоянную Планка.
Но! Парадокс-то в чем... В том, что именно фотоны с малой частотой, инфракрасные фотоны - как раз и нагревают поверхности больше всего.
Связано это с особенностями реакции фотонов и атомов и передачи энергии друг другу. Тепловой фотон с большой вероятностью отдаст свою энергию поверхности, свет - отразится от нее, а какой-нибудь там высокоэнергетический гамма-квант может просто пролететь насквозь.
Дык вот, старые лампочки, которые работали за счет нагрева спирали, излучали целую чертову уйму тепловых фотонов. А современные лампы излучают свет в очень узком диапазоне (раньше светодиоды вообще только спектральные цвета умели излучать, за изобретение "белого" светодиода ЕМНИП кто-то Нобелевку получил). Нет тепловых фотонов - нет нагрева. Ну, почти.
потому что фотоны это избыточное излучение, которое выделяется.
или ты в лампочке их получаешь, например, возбуждая инертные газы, или ты проводишь реакцию горения, где тепла очень много выделяется и свет от пламени.
пламя также разных цветов может быть, есть даже реакция с "бесцветным пламенем" или условно белым (горение метанола или нитрометана)
а то как это световое излучение будет нагревать материалы зависит от свойств материала в частности. то есть какой показатель поглощения излучения у материала
Фотоны не прямо нагревают поверхность. Нагрев происходит через процесс поглощения энергии фотонов атомами или молекулами поверхности. При этом различные источники света могут создавать разные типы фотонов с разной энергией.
Например, пламя создает фотоны в инфракрасном диапазоне, которые могут более эффективно поглощаться поверхностью и вызывать нагрев. С другой стороны, современные лампочки могут излучать больше видимого света, который может преимущественно проходить сквозь поверхность без значительного поглощения и нагрева.
Так что, несмотря на то, что фотоны не прямо нагревают, их энергия может вызывать нагрев через взаимодействие с атомами и молекулами поверхности в зависимости от свойств света и материала. (c) ChatGPT
Убери этого тупого робота.