การแผ่รังสีความร้อนมีความสัมพันธ์กับความถี่ของคลื่นอย่างไร ? [อธิบายเชิงลึกได้]

รังสีอินฟาเรด หรือรังสีความร้อน [1]
สสารทุกชนิดที่มีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง -200 ํC ถึง 4,000 ํC  จะปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา
แสงสีต่างๆมีอุณหภูมิสูงกว่าแสงสีขาว อุณหภูมิสูงขึ้นจากสีม่วงไปหาสีแดง
นอกเหนือจากแสงสีแดงนั้น กลับวัดได้อุณหภูมิสูงกว่าทุกตัว (หมายความว่าความถี่ยิ่งต่ำลงจะร้อนขึ้น)

การแผ่รังสีความร้อน [2]
วัตถุทุกชนิดที่มีอุณหภูมิสูงกว่า -270 ํC หรือ 0 K (เคลวิน) ย่อมมีการแผ่รังสี
วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงแผ่รังสีคลื่นสั้น (วัตถุที่ร้อนกว่า -> แผ่คลื่นความถี่สูง)
วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำแผ่รังสีคลื่นยาว (วัตถุที่เย็นกว่า -> แผ่คลื่นความถี่ต่ำ)
วัตถุสีดำหรือสีเข้มดูดกลืนความร้อนได้ดีกว่าวัตถุสีขาวหรือสีอ่อน

1.จากข้อมูลที่อ่าน ผมเข้าใจถูกไหม
1.1)ความร้อนที่เกิดจากการแผ่รังสีความร้อนคือพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รังสีความร้อนเป็นหนึ่งในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
1.2)ทุกสสารที่อุณหภูมิ > -270 ํC จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นช่วง-200 ํC ถึง 4,000 ํC ปล่อยรังสีอินฟาเรด
1.3)สีเข้มดูดรังสีความร้อนได้ดีกว่าเพราะเป็นวัตถุที่ดูดกลืนได้ดีในทุกๆคลื่นความถี่ในย่านที่เรามองเห็นได้ ทำให้แสงขาวแทบจะไม่สะท้อนกลับมา
1.4)ใส่เสื้อสีอะไร ถ้าร้อนจากการพาความร้อนหรือการนำความร้อน ก็ร้อนเท่าเดิมอยู่ดี
1.5)จาก1.3 การดูดกลืนคลื่นถ้าเป็นแสงขาวเราสามารถทำนายได้จากสี แต่ถ้าเป็นคลื่นย่านอื่นต้องใช้วิธีการอื่นทดสอบ

2.ถ้าผมเข้าใจถูก ผมมีข้อสงสัยต่อว่า
2.1)แสงสีต่างๆทำไมอุณหภูมิสูงกว่าแสงขาว ทั้งๆที่แสงขาวประกอบไปด้วยแสงสีต่างๆ ?
2.2)จากสองบทความรู้สึกขัดแย้งกันว่า คลื่นความถี่สูงหรือต่ำที่มีอุณหภูมิมากกว่า
2.2)จากข้อ 1.3 วัตถุที่ดูดกลืนคลื่นในย่านที่เรามองเห็นได้ ถ้าดูดกลืนได้ดีๆหมายความว่านอกจากจะไม่ทะลุผ่านน่าจะแทบไม่มีแสงขาวกลับมาทำให้เราเห็นภาพได้เลย ทำไมเรามองเห็นเป็นสีดำแทนที่จะมองมันไม่เห็นเลย

อ้างอิง
[1]
https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%AD%E0%B8%B4%E0%B8%99%E0%B8%9F%E0%B8%A3%E0%B8%B2%E0%B9%80%E0%B8%A3%E0%B8%94
[2] https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%96%E0%B9%88%E0%B8%B2%E0%B8%A2%E0%B9%80%E0%B8%97%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%A3%E0%B9%89%E0%B8%AD%E0%B8%99
คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 2
1.จากข้อมูลที่อ่าน ผมเข้าใจถูกไหม
1.1)ความร้อนที่เกิดจากการแผ่รังสีความร้อนคือพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า รังสีความร้อนเป็นหนึ่งในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ใช่แล้วครับ  รังสีความร้อน คือ  Photon ที่แพร่ออกมาจากในระดับ atom โดยเป็น photon ในย่านความยาวคลื่น
ในย่าน Infrared  ซึ่ง photon เหล่านี้  จะบอกว่ามันเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ก็ได้

1.2)ทุกสสารที่อุณหภูมิ > -270 ํC จะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นช่วง-200 ํC ถึง 4,000 ํC ปล่อยรังสีอินฟาเรด
ใช่ครับ  สสารทุกอย่างที่มี T เหนือองศาสัมบูรณ์  ก็จะเกิดการเคลื่อนที่ของ electron ใน atom
ซึ่ง  การเคลื่อนที่ของ electron นี้ ทำให้เกิดการแพร่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EM) ออกมา  ก็คือแพร่ photon ออกมานั่นเองครับ
โดยวัตถุที่เย็นจัดในอวกาศ  คือเย็นเหนือองษาสัมบูรณ์มาไม่มาก  ก็จะแพร่ EM (photon) ในย่าน
ความถี่ คลื่นวิทยุ ออกมาครับ (เช่น หลายร้อย GHz) นี่เอง .... ที่ทำให้เรารับคลื่นวิทยุจากอวกาศได้
โดยมาจากกลุ่มแก้สที่เย็นจัดในอวกาศนี่เอง

และ .... เมื่อวัตถุนั้นเริ่มมี T สูงขึ้น  เช่น  0 องศา C  10  20  50  80  100 องศา C .....
Photon ที่แพร่ออกมาจากวัตถุนั้น  ก็จะมีความถี่สูงขึ้น (ความยาวคลื่นลดลง)  นั่นก็หมายความว่า
ยิ่ง T สูงขึ้น  ความถี่ของ photon ที่แพร่ออกมาก็จะสูงขึ้นจนเข้าสู่ย่าน Infrared
และ .... เมื่อร้อนมากขึ้นจาก 100  300  500 ... จนถึงระดับพันองศา C .... photon ที่แพร่ออกมา
ก็จะมีความถี่สูงขึ้นจนเข้าสู่ย่านแสงที่มองเห็นได้  ตัวอย่างเช่นเหล็กที่ร้อนจนแดงเรื่อ ๆ นั่นเอง
และหากร้อนไปอีกถึง 3,000 - 6,000 องศา  photon ที่ออกมาก็จะมองเห็นได้ด้วยตาเป็นสีเหลืองจ้า

ดังนั้น  ที่ จขกท.บอกว่า ช่วง-200 ํC ถึง 4,000 ํC ปล่อยรังสีอินฟาเรด
จะยังไม่ถูกต้องครับ  เพราะที่หลายพันองศา  มันจะแพร่ออกมาที่ความถี่สูงกว่า Infrared

1.3)สีเข้มดูดรังสีความร้อนได้ดีกว่าเพราะเป็นวัตถุที่ดูดกลืนได้ดีในทุกๆคลื่นความถี่ในย่านที่เรามองเห็นได้
   ทำให้แสงขาวแทบจะไม่สะท้อนกลับมา

ใช่แล้วครับ

1.4)ใส่เสื้อสีอะไร ถ้าร้อนจากการพาความร้อนหรือการนำความร้อน ก็ร้อนเท่าเดิมอยู่ดี
ใช่แล้วครับ  เพราะการ นำ หรือ พา ความร้อน  จะไม่ได้ขึ้นกับสีอะไรเลย

1.5)จาก1.3 การดูดกลืนคลื่นถ้าเป็นแสงขาวเราสามารถทำนายได้จากสี แต่ถ้าเป็นคลื่นย่านอื่นต้องใช้วิธีการอื่นทดสอบ
ใช่แล้วครับ  จะต้องใช้กระบวนการวิเคราะห์คุณลักษณะของสสารนั้น ๆ

2.ถ้าผมเข้าใจถูก ผมมีข้อสงสัยต่อว่า
2.1)แสงสีต่างๆทำไมอุณหภูมิสูงกว่าแสงขาว ทั้งๆที่แสงขาวประกอบไปด้วยแสงสีต่างๆ ?
แสงขาว ไม่มีจริงครับ  เพราะแสงขาวมาจากการรวมของแสงในหลาย ๆ ย่าน
ส่วนแสงที่มีสีฟ้า  ฟ้าอ่อน  นั่นคือ "สี" ที่ดวงตาของเราเห็น photon ในย่านความยาวคลื่นนั้น ๆ
ซึ่งเป็นย่านความยาวคลื่นที่มีพลังงานมาก  อุณหภูมิต้นกำเนิดของย่านนั้นจึง สูง กว่าครับ
เช่น  สีของดาวฤกษ์ประเภท Blue giant  ซึ่งจะร้อนมากเป็นหมื่นองศา C

2.2)จากสองบทความรู้สึกขัดแย้งกันว่า คลื่นความถี่สูงหรือต่ำที่มีอุณหภูมิมากกว่า
แน่นอนครับ  photon ความถี่สูง  ความยาวคลื่นน้อย  ย่อมกำเนิดมาจากแหล่งที่มีพลังงานมาก  อุณหภูมิสูงกว่า

2.2)จากข้อ 1.3 วัตถุที่ดูดกลืนคลื่นในย่านที่เรามองเห็นได้ ถ้าดูดกลืนได้ดีๆหมายความว่านอกจากจะไม่ทะลุผ่าน
น่าจะแทบไม่มีแสงขาวกลับมาทำให้เราเห็นภาพได้เลย ทำไมเรามองเห็นเป็นสีดำแทนที่จะมองมันไม่เห็นเลย

เพราะว่า "สีดำ" คือสิ่งที่สมองแปลออกมาจากสสารที่แพร่ photon ในย่านที่ดวงตาเรารับไม่ได้ หรือ ไม่มี photon แพร่ออกมาครับ

แผ่นสีดำ Vantablack นี้  เป็นวัสดุที่ดูดกลืน photon ได้อย่างหมดจดรุนแรงมาก  จนไม่มี photon
สะท้อนออกจากแผ่นนี้มาเข้าตาเราเลย  ดวงตาเราจึงแปลค่าเป็น "สีดำ"  แต่หาก จขกท.จะกำหนดให้
"มองไม่เห็น" มัน  ก็แสดงว่าแผ่นนี้จะต้องโปร่งใสจนเราเห็นถาดพลาสติกได้  ใช่ใหมครับ
ซึ่งแผ่นนี้  ไม่มีคุณสมบัติโปร่งใส  เราจึงเห็นมัน

แต่ .... หากเอาแผ่น Vantablack นี้  ไปไว้ในห้องมืดสนิท  แล้วเราฉายไปไปที่มัน
มันก็จะดูดกลืนแสงจนหมด .... แบบนี่แหละ  ที่เราจะมองไม่เห็นมัน  จขกท.พอจะจินตนาการออกใหมครับ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่