Unajisikiaje ukivaa nguo nyeusi siku yenye joto au unapokuwa unafanya mazoezi wakati wa mchana? Linganisha na unapovaa nguo nyeupe? Ukivaa nguo nyeusi wakati wa mchana, utahisi joto kwa urahisi. Kwa nini hivyo? Umbali kati ya jua na dunia asubuhi ni karibu sawa na umbali kati ya jua na dunia saa sita mchana na jioni. Kwa nini asubuhi na jioni ni baridi zaidi, na alasiri ni joto zaidi? Jibu la maswali haya linahusiana na uhamishaji wa joto na mionzi.
Uhamisho wa joto la mionzi ni uhamishaji wa joto katika mfumo wa mawimbi ya sumakuumeme. Mifano ya uhamisho wa joto la mionzi ni pamoja na joto ambalo mwili wako unahisi unapokuwa karibu na jiko na uhamishaji wa joto kutoka juani hadi duniani. Jua lina halijoto ya juu (karibu 6000 Kelvin), huku dunia ikiwa na halijoto ya chini. Tofauti hii ya halijoto kati ya jua na dunia husababisha joto kuhama kutoka juani (halijoto ya juu) hadi duniani (halijoto ya chini). Ikiwa uhamisho wa joto kutoka juani hadi duniani ungehitaji mpatanishi, au wa kati, kama uhamisho wa joto kwa njia ya upitishaji na msongamano unavyofanya, basi joto halingefika duniani; ingebidi lipite kwenye ombwe (au karibu hivyo). Bila usambazaji wa joto wa jua, uhai duniani usingekuwepo, kwani maisha yanahitaji nishati.
Mfano mwingine wa uhamishaji wa joto kwa kutumia mionzi ni joto tunalohisi tunapokuwa karibu na mwali. Joto tunalohisi halisababishwi na hewa kupashwa joto kupita kiasi na mwali. Kama ilivyoelezwa hapo awali, hewa moto hupanuka, na kupunguza msongamano wake. Matokeo yake, hewa yenye msongamano mdogo husogea juu kwa wima, si kwa usawa kuelekea kwetu. Miili yetu huhisi joto au joto tunapokuwa karibu na mwali kwa sababu joto huhamishwa na mionzi kutoka kwa mwali (joto la juu) hadi kwenye miili yetu (joto la chini).
Uhamisho wa joto kwa kutumia mionzi ni tofauti kidogo na uhamisho wa joto kwa kutumia upitishaji na msongamano . Uhamisho wa joto kwa kutumia upitishaji na msongamano hutokea wakati vitu vilivyo katika halijoto tofauti vinapogusana. Kinyume chake, uhamisho wa joto kwa kutumia mionzi unaweza kutokea bila kugusana.
Fomula ya uhamisho wa joto la mionzi
Kiwango cha uhamishaji wa joto kwa mionzi kinapatikana kuwa sawa na eneo la uso wa kitu na nguvu ya nne ya halijoto kamili ya kitu (kipimo cha Kelvin). Vitu vyenye eneo kubwa la uso vina kiwango kikubwa cha uhamishaji wa joto kuliko vitu vyenye eneo dogo la uso. Vile vile, kitu chenye Kelvin ya 2000, kwa mfano, kina kiwango cha uhamishaji wa joto 24 = mara 16 zaidi ya kitu chenye Kelvin ya 1000. Matokeo haya yaligunduliwa na Josef Stefan mwaka wa 1879 na kupatikana kinadharia na Ludwig Boltzmann yapata miaka 5 baadaye.
Maelezo: Q = Joto, t = wakati, A = Eneo la uso wa kitu (m2), T = Halijoto kamili ya kitu (K), e = Utoaji wa hewa (nambari isiyo na kipimo ambayo thamani yake ni kati ya 0 hadi 1), 5,67 x 10-8 W / m2.K4 (Kigezo cha jumla. Pia huitwa kigezo cha Stefan-Boltzmann), Q/t = kiwango cha uhamishaji wa joto na mionzi au kiwango cha mionzi ya nishati
Vitu vyenye nyuso nyeusi (nyeusi) vina uhamishaji karibu na 1, huku vitu vyenye rangi nyepesi vikiwa na uhamishaji karibu na 0. Kadiri uhamishaji wa kitu (e karibu na 1) unavyokuwa mkubwa, ndivyo kiwango cha joto kinachotolewa na kitu kinavyokuwa kikubwa. Kinyume chake, uhamishaji mdogo wa kitu (e karibu na 0), ndivyo kiwango cha joto kinachotolewa kinavyokuwa kidogo. Tunaweza kusema kwamba vitu vyenye rangi nyeusi (nyeusi) kwa kawaida hutoa joto zaidi kuliko vitu vyenye rangi nyepesi (nyeupe).
Ukubwa wa uhamishaji hauamui tu uwezo wa kitu kutoa joto bali pia uwezo wa kitu kunyonya joto linalotolewa na vitu vingine. Vitu vyenye uhamishaji karibu na 1 (vitu vyeusi) hunyonya karibu joto lote linalotolewa kwao. Sehemu ndogo tu ndiyo huakisiwa. Kinyume chake, vitu vyenye uhamishaji karibu na 0 (vitu vyepesi) hunyonya kidogo cha joto linalotolewa kwao. Joto kubwa huakisiwa na kitu hicho. Vitu vinavyonyonya joto lote linalotolewa kwao vina uhamishaji = 1. Aina hii ya kitu inajulikana kama "mwili mweusi". Neno mwili mweusi halielezi kitu ambacho ni cheusi bali linaelezea uwezo wa kitu kunyonya joto lote linalotolewa kwake.
