首先可以必定地说,温度与发光没有必然联系。因为物体发光有各类体例,如反射发光、光致发光、电致发光、放射发光、化学发光、生物发光等等。与温度有关的发光一般是指光源。
好比我们看到的宿世界,除了太阳和夜晚的灯光、火光,绝大大都都是反射光表达出来的。可以或许自身发光的物体叫光源。除了放射、化学、生物发光等,与温度相关的发光是属于能量激发出来的光,只要能量达到了,温度达到了,就可以或许发出光来。
今天我们只会商与能量和温度相关的光。
首先领会什么叫“光”
一般说的发光是指可见光,就是人眼睛感触感染到的亮光,这些亮光有亮有暗,但总体上是人眼感光细胞可以或许感触感染到的光。但现实上,人眼还有很多感触感染不到的光,但有有些动物可以或许感触感染到,或者说人类制造的设备仪器可以或许感触感染到。
这是因为所谓“光”就是电磁波,而可见光只是电磁波谱中小小一段罢了,波长约在380nm~760nm之间,比这个波长短的叫紫外线、X射线、γ射线;比这个波长长的叫无线电(包罗长波、短波、微波)、红外线等,这些都是人眼没法子看到的,但有些动物能看到紫外线和红外线,是以看到的宿世界色彩就与我们人类纷歧样。
我们人眼能感触感染到到的只有可见光,因为可见光是一种复合光,按照能量频率和波长分歧,大致分为红橙黄绿青蓝紫7色,当然这7色并不是边界分明,每种颜色之间是一个逐渐过渡的过程,这就叫可见光的光谱。
恰是因为可见光具有色谱,分歧物体对分歧波段的光接收率纷歧样,人类才可以或许看到一个色彩斑斓的宿世界。光的波长越长,频率越低,能量越低。可见光光谱中,红光能量最低,频率最低,波长最长;而紫光;频率最高,能量最高,波长最短。
再来领会一下什么叫温度
温度是暗示物体冷热水平的物理量,从微不雅上说,是指物体分子活动的猛烈水平,分子活动越激烈,温度就越高。从更微不雅的层面说,发光是电子在跃迁过程中释放出来的光子。任何物质都是由元素构成,而元素是由原子构成,原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成。当原子获得外来能量就会让电子跃迁到更高层级,但电子总有回到本身层级的惰性,当能量不克不及维持它跃升到更高能级的时辰,就会跃迁回到本身的轨道,这时就会释放出一个光子。
无数个原子都是放出光子,就会发生发光现象。当能量较低时,发出的电磁波就会以不成见低能光呈现,如无线电波、微波、红外线等,这些可以经由过程仪器测量;能量较高时,就会发出可见光;再高时就会发出超出可见光频率的高能不成见光,如紫外线、X射线、γ射线等。
微不雅活动除了发出分歧频率的电磁波,原子分子活动越猛烈,发出的光能量就越高,同时发出热辐射。这就是温度的由来。权衡温度凹凸的标尺叫温标,是人类为了表述便利,按照对天然纪律持久熟悉的成果而设定的。
此刻执行的温标本家儿要有热力学温标,用符号“K”暗示,又称开尔文;华氏温标,用符号“℉”暗示,又称华氏度;摄氏温标,用符号“℃”暗示,又称摄氏度。此中尺度温标是热力学温标,是科学界用于权衡其他温标的一个标尺。
热力学温标理论大将宇宙最低温度设定为0 K(不是OK),俗称绝对零度。绝对零度是分子活动的下限,在这个温度下,分子已经没有动能,是温度的理论下限值。在绝对零度时,所有物质完全没有粒子振动,而空间是因为粒子活动而存在的,是以没有了粒子活动,空间总体积为零。
是以,理论上只要宇宙存在,就不会有绝对零度呈现。
摄氏温标与热力学温标1度对应1度,但起点纷歧样。绝对零度为-273.15摄氏度,即0 K=-273.15 ℃,点为273.15 K=0 ℃,沸点为373.15 K=100 ℃,以此类推;华氏度与摄氏度的对应关系1摄氏度距离半斤八两1.8华氏度距离,0 K=-275.13 ℃=-459.67 ℉,冰点273.15 K=0 ℃=32 ℉,沸点373.15 K=100 ℃=212 ℉,以此类推。
温度与可见光的关系
任何物体温度高于绝对零度时,城市发出热辐射,也就是发出电磁波,但在温度较低时,辐射只能以不成见光的体例发出,人眼是看不到的,但经由过程仪器可以监测到。跟着温度升高,辐射能量加大,物体就会发出可见光。
一般来说,当固体温度升高到500摄氏度时,就起头辐射出暗红色的可见光,跟着温度升高,光的颜色也会发生转变,按照红-橙红-黄-黄白-白-蓝白的挨次渐变,这就是光的色暖和光谱,温度越高,可见光中的蓝色就越多。
气体经由过程高能激发可发出敞亮的可见光,如氙灯就是就是将电极电压提高到数万伏以上,高压击穿氙气而导致在在南北极之间形当作电弧,发出敞亮的光。这种光叫等离子体,又叫电浆光,是因为原子部门电子被褫夺后,形当作有正离子和负离子构成的夹杂气态状光源。
等离子体温度很高,一般都在数千K到数万K。等离子体是物质的第四态,恒星就是以等离子体形态存在。
光谱色暖和元素光谱
从上面论述,我们已经领会了原子获得能量后释放的光子,是以光是能量辐射,是电磁波,而可见光是人眼可以或许感知到的电磁波。可见光的光谱规模在380nm~760nm摆布,波长越长频率越低能量越小,而可见光是一种复合光,大致由红橙黄绿青蓝紫七色过渡构成,此中红色能量最低,紫色能量最高。
这就是光谱,这种光谱经由过程三棱镜可以色散分手出来。温度越低的光能量也低,是以呈现出红色越多,温度越高的光能量越强,光谱就标的目的蓝色偏移。科学家们就是按照光谱来确定恒星概况温度的,如将恒星分当作O、B、A、F、G、K、M等光谱型。
M型光谱的恒星温度最低,概况温度在在2000~3500K,颜色为红色;K型概况温度在3500–5000,颜色为橙色;G型是我们太阳的光谱,概况温度在5000–6000K,颜色为黄色;跟着光谱颜色从黄转白转蓝,温度越来越高,如到了O型,概况温度达到了30000K以上,颜色蔚蓝色。
恒星的光谱与温度和质量是紧密亲密相关的,一般来说,温度越高,颜色越偏蓝,质量就越大,是以科学家们从恒星的光谱、温度就可以或许大致得出恒星的质量了。
光谱还与恒星所含有的元素紧密亲密相关,因为分歧的元素所发出的光谱是有区此外。这是因为分歧元素电子跃迁释放出的能量波长纷歧样,我们知道光的颜色与波长有关,是以分歧元素发出的颜色就纷歧样。好比氢的光谱颜色为绿色,氧的光谱颜色为蓝色,硫的光谱颜色为红色等。
科学家们经由过程接收到的恒星光谱阐发,按照光谱颜色谱线分歧,就可以或许阐发出这颗恒星的当作分及大致比例。
这就是物体发光的原因及其分歧光谱所包含的奥秘。感激阅读,接待会商。如喜好本人文章,请撑持点赞和存眷,再次感激。







