Eksperimenti ar siltuma starojumu

Siltuma enerģija no karstiem objektiem pāriet uz aukstiem, veicot vadīšanu, konvekciju un starojumu. No šiem trim tikai starojums neprasa kontaktu; saule sasilda Zemi, jo tās siltuma starojums pārvietojas pa tukšo telpu. Jebkurš silts priekšmets, piemēram, saule, tosteris vai cilvēka ķermenis, izdala šo enerģiju, ko sauc par infrasarkano starojumu vai I.R. Vienkārši eksperimenti parāda, kā tas darbojas.

Radiometrs, kas pieejams zinātnes veikalos par dažiem dolāriem, parāda infrasarkanajam starojumam raksturīgo enerģiju. Tam ir noslēgta stikla aploksne, piemēram, caurspīdīga spuldze, kurā ir daļējs vakuums. Aploksnes iekšpusē četras kvadrātveida lāpstiņas ar melnu un baltu pusi balansē uz adatas gultņa. Spīdot radiometra gaismu, melnā puse sasilst vairāk nekā baltā puse. Gaisa molekulas atlec no abām pusēm, bet siltuma enerģija no melnās puses liek tām spēcīgāk spiest. Tas pagriež lāpstiņas baltās puses virzienā. Novietojiet radiometru spožā saules gaismā un redziet, cik ātri tas griežas. Tad pārvietojiet to prom no tiešiem saules stariem un novērojiet, ka tie pārvietojas lēnāk.

Atrodiet vairākus dažādu krāsu auduma priekšmetus, piemēram, kreklus vai dvieļus. Novietojiet tos uz izturīgas, līdzenas virsmas spilgtā saules gaismā. Pēc 15 līdz 20 minūtēm sajutiet katru no tām un atzīmējiet, kas ir vissiltākais. Tā kā tumšās krāsas atstaro vismazāk saules gaismas, tās absorbē visvairāk siltuma. Gaišās krāsas atstaro visvairāk saules gaismas un tāpēc paliek vēsākas.

Savāc piecas identiskas kafijas tases, izņemot krāsu. Minūti vai divas reizes darbiniet karstu ūdeni no krāna, līdz tas sasniedz maksimālo temperatūru. Piepildiet kausiņus ar karstu ūdeni un pārvietojiet tos tumšā, vēsā telpā. Katrā ievietojiet termometru un pagaidiet 20 minūtes. Katrā krūzē nolasiet termometru un salīdziniet temperatūras un krāsas. Tumšākajām krāsām vajadzētu būt stilīgākajām, jo, tāpat kā tās labāk absorbē siltuma enerģiju, tās arī efektīvāk izstaro siltuma enerģiju nekā gaišas krāsas.

Iegūstiet “saules caurules” balonu un izvediet to ārā mierīgā, saulainā dienā. Balons ir vairākas pēdas garš un izgatavots no tumšas plastmasas. Uzpūtiet to ēnā ar vēsu gaisu. Piestipriniet pūķa auklu pie gaisa balona un nogādājiet to saulainā vietā. Turieties pie auklas. Galu galā saules siltuma starojums izraisīs gaisa paplašināšanos iekšpusē, liekot balonam pacelties no zemes. Iekšējā siltākajam gaisam ir mazāks blīvums nekā ārējam, tāpēc balons peld.