Jag har en fråga gällande värmestrålning/svartkroppsstrålning.

När man värmer en bit järn så att den börjar glöda är det ett exempel på svartkroppsstrålning, där strålnings våglängd och intensitet endast beror av järnets temperatur. Jag har trott att denna typ av strålning uppkommer genom rörelse (acceleration) hos elektroner som är mer eller mindre fria. Då en gas istället sänder ut ljus och skapar ett linjespektra är det elektronbanornas energiskillnad och elektrondeexcitation som ger upphov till ljusets våglängd.

När jag hjälpte min dotter med grundskolefysiken fann vi nedanstående förklaring, i hennes moderna kursbok, till varför järn börjar glöda då det blir varmt.

Är nedanstående förklaringen till varför järn glöder verkligen korrekt? Som jag själv ser det är den väl förenklad och beskriver istället varför en upphettad gas lyser med en viss färg. Kanske är det jag som är ute och cyklar och att det är helt rätt att säga “När man värmer järnbiten så att den glöder gör elektronerna i järnatomerna korta hopp och därför blir järnbiten gulröd.

Mvh Karl Sitell

Texten i sin helhet: "Om du värmer en bit järn tillräckligt börjar den glöda. Den lyser gult och rött. Men varför börjar den lysa? Jo elektroner som befinner sig i olika skal har olika mycket energi. Om en järnatom tillförs energi kan en elektron i ett inre skal hoppa till ett yttre skal. Det gör att järnatomen hamnar i obalans. Vi säger att den är instabil. Så fort det finns möjlighet kommer elektronen att hoppa tillbaka till det ursprungliga skalet. På så sätt blir elektronen av med överskottsenergin och atomen blir stabil igen. Den energi som släpps fri när elektronen hoppar tillbaka till sitt ursprungliga skal sänds ut från atomen i form av strålning. Strålningen kan av gulrött ljus från en glödande järnbit. Korta hopp mellan elektronskal avger mindre mängd energi än långa hopp. Energirikt rött ljus avges vid korta hopp. När man värmer järnbiten så att den glöder gör elektronerna i järnatomerna korta hopp och därför blir järnbiten gulröd."
/Karl S, Uppsala

Svar:
Det är inte direkt fel men lite pratigt.

En gas ger ett linjespektrum eftersom bara vissa väldefinierade nivåer kan exciteras.

I en fast kropp ligger atomerna mycket tätt så nivåerna störs av omgivande atomer. Man får då en kontinuerlig fördelning av tillgängliga nivåer. Detta gäller speciellt kroppar som absorberar all inkommande strålning. Den utsända strålningen kallas svartkroppsstrålning eller (eftersom den endast beror av temperaturen) temperaturstrålning.

Se vidare fråga 176 och 12564 .
/Peter E

Nyckelord: temperaturstrålning [29];