การทดลองกับการแผ่รังสีความร้อน

พลังงานความร้อนเคลื่อนที่จากวัตถุร้อนไปยังวัตถุเย็นโดยการนำ การพาความร้อน และการแผ่รังสี ในสามสิ่งนี้ มีเพียงรังสีเท่านั้นที่ไม่ต้องการการสัมผัส ดวงอาทิตย์ทำให้โลกอบอุ่นเพราะการแผ่รังสีความร้อนของมันเดินทางผ่านพื้นที่ว่าง วัตถุที่อบอุ่นใดๆ เช่น ดวงอาทิตย์ เครื่องปิ้งขนมปัง หรือร่างกายมนุษย์ ให้พลังงานนี้ เรียกว่ารังสีอินฟราเรด หรือ I.R. การทดลองง่ายๆ จะแสดงให้คุณเห็นว่ามันทำงานอย่างไร

เรดิโอมิเตอร์ซึ่งมีขายตามร้านวิทยาศาสตร์ในราคาไม่กี่ดอลลาร์ แสดงพลังงานที่มีอยู่ในรังสีอินฟราเรด มีซองแก้วปิดผนึกเหมือนหลอดไฟใสที่มีสุญญากาศบางส่วน ภายในซองมีใบพัดสี่เหลี่ยมสี่ใบที่มีด้านสีดำและด้านสีขาว สมดุลกันบนลูกปืนเข็ม เมื่อคุณฉายแสงไปที่เรดิโอมิเตอร์ ด้านสีดำจะอุ่นมากกว่าด้านสีขาว โมเลกุลของอากาศกระเด้งออกทั้งสองข้าง แต่พลังงานความร้อนจากด้านสีดำทำให้ดันแรงขึ้น สิ่งนี้จะหมุนใบพัดไปในทิศทางของด้านสีขาว วางเรดิโอมิเตอร์ในแสงแดดจ้าและดูว่าหมุนเร็วแค่ไหน จากนั้นย้ายออกจากแสงแดดโดยตรงและสังเกตว่ามันเคลื่อนที่ช้ากว่า

หาเสื้อผ้าหลายๆ ชิ้น เช่น เสื้อเชิ้ตหรือผ้าเช็ดตัวที่มีสีต่างๆ วางบนพื้นผิวที่เรียบสม่ำเสมอภายใต้แสงแดดจ้า หลังจากผ่านไป 15 ถึง 20 นาที ให้สัมผัสแต่ละอันและสังเกตว่าอันไหนอบอุ่นที่สุด เนื่องจากสีเข้มสะท้อนแสงอาทิตย์น้อยที่สุดจึงดูดซับความร้อนได้มากที่สุด สีของแสงสะท้อนแสงแดดมากที่สุด ดังนั้นจึงคงความเย็นไว้

รวบรวมถ้วยกาแฟห้าใบเหมือนกัน ยกเว้นสี เปิดน้ำร้อนจากก๊อกสักหนึ่งหรือสองนาที จนกระทั่งถึงอุณหภูมิสูงสุด เติมน้ำร้อนลงในถ้วยแล้วย้ายไปยังห้องที่มืดและเย็น วางเทอร์โมมิเตอร์ในแต่ละอันแล้วรอ 20 นาที อ่านเทอร์โมมิเตอร์ในแต่ละถ้วยและเปรียบเทียบอุณหภูมิและสี สีที่มืดที่สุดควรอ่านว่าเย็นที่สุด เพราะเช่นเดียวกับที่ดูดซับพลังงานความร้อนได้ดีกว่า พวกมันยังแผ่พลังงานความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าสีอ่อน

รับบอลลูน "หลอดสุริยะ" และนำออกไปกลางแจ้งในวันที่อากาศแจ่มใส บอลลูนยาวหลายฟุตและทำจากพลาสติกสีเข้ม เป่าลมในที่ร่มด้วยลมเย็น ติดเชือกว่าวที่บอลลูนแล้วนำไปที่บริเวณที่มีแสงแดดส่องถึง จับที่เชือก. ในที่สุดการแผ่รังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์จะทำให้อากาศภายในขยายตัวทำให้บอลลูนลอยขึ้นจากพื้น อากาศอุ่นภายในมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศภายนอก บอลลูนจึงลอยได้