В чем разница между инфракрасным теплом и «обычным» теплом?

В терминах Фейнмана температура — это скорость, с которой атомы «колеблются». Теперь предположим, что я только что обильно пообедал, и температура моего тела немного повысилась. Испускаю ли я больше фотонов в инфракрасном спектре, или мои атомы «колеблются» быстрее и отскакивают от большего количества атомов компонентов воздуха (азота, кислорода и т. д.)?

Или это то же самое, и весь перенос тепловой энергии осуществляется фотонами?

Разве не все тепло передается через ИК-спектр света? Иначе нагревались бы только предметы из материалов, способных поглощать энергетические уровни фотонов ИК-диапазона?

Не могу точно решить, соответствует ли это объему моего вопроса, но: откуда берется тепло, достигающее моей кожи от Солнца? Планирую вежливо игнорировать ответы "от солнца" :) Я имею в виду, оно исходит от ИК-излучения?

И вообще: почему тепло обычно относят к ИК-спектру? Я считаю, что тепло - это форма энергии, если да, то почему моя желтая машина не нагревает меня «своими фотонами» - предполагается, что видимый спектр имеет более высокую частоту = энергию, чем ИК?

Ответы (1)

Когда атомы колеблются, их заряженные составляющие ускоряются, а ускоренные заряды излучают электромагнитное излучение (имейте в виду, что, как и большая часть физики, это ложь для детей ).

(Идеальное) распределение электромагнитного излучения задается законом Планка , который нельзя вывести из классической картины, которую я дал выше из-за так называемой ультрафиолетовой катастрофы — для этого нужна квантовая механика.

Инфракрасная часть спектра не имеет особой связи с тепловой энергией — просто интенсивность излучения достигает максимума при «умеренных» температурах и, в частности, при комнатной температуре. Например, солнце имеет эффективную температуру ~5800°C и пики в видимом спектре, тогда как космический микроволновый фон соответствует тепловому излучению при ~2,7 К.

Что касается вашего другого вопроса - действительно возможно передавать тепло посредством теплового излучения, поскольку процессы излучения сопровождаются соответствующими процессами поглощения. Другими способами передачи тепла являются конвекция (т.е. перемещение нагретого вещества) и теплопроводность (т.е. атомы передают свое колебание в результате столкновений).