WAT IS WARMTE?
Hier zie je een verwarmingslamp die nog niet brand en een stuk koude muur. De blauwe bolletjes zijn de atomen van de muur en hebben weinig bewegingsenergie.
Bij een verwarmingslamp gaat er elektriciteit door een gloeidraad. De elektronen in de atomen krijgen hier door meer bewegingsenergie en komen daardoor in een baan met een hogere energiewaarde. Hierbij ontstaan extra fotonen (energiepakketjes) die uitgezonden kunnen worden.
Fotonen (“lichtdeeltjes”) zijn een verschijningsvorm van elektromagnetische straling. Afhankelijk van de gebruikte meetopstelling zal straling (een vorm van energie) zich voordoen als golven of als een stroom van massaloze deeltjes, de fotonen. De fotonen bewegen zich voort in vacuüm en gassen met de snelheid van het licht.
Fononen ( “bewegingsdeeltjes”) zijn een beetje vergelijkbaar met fotonen, met een groot verschil dat Fononen zich voortplanten in vaste stof met de snelheid van het geluid.
Hiernaast en hieronder zijn de fotonen/fononen afgebeeld als kleine pijltjes.
Lees voor “fotonen” in de vaste stof “fononen”.
Als het uitgezonden foton een volgend atoom tegenkomt waarbij het energieverschil tussen de 2 elektronenschillen even groot is dan het foton aan energie bezit dan zal dit atoom het foton absorberen en neemt een elektron in die atoom de energie en de impuls van het foton over. Het brengt het elektron van zijn huidige baan met lagere hoeveelheid energie, de grondtoestand, naar een baan met een hogere hoeveelheid energie de aangeslagen toestand en zal daardoor meer bewegingsenergie bezitten. Bij absorptie verdwijnt het foton.
Dit noemen we absorptie van fotonen door atomen. Om hier een beeld van te kunnen vormen kijk op onderstaande link. https://olo.utwente.nl/subject/4/topic/217/emissie-en-absorptie-van-licht/3#topicplayer
Een foton kan zich verplaatsen en overspringen van het ene atoom naar het andere, de snelheid en het gemak waarmee dat gebeurt is afhankelijk van het materiaal en zal afhankelijk van de richting waarbij deze vrij komt uit het atoom een willekeurige weg kiezen. Zelfs in het luchtledige kan een foton zich verplaatsen. Als het vrijgekomen foton een volgend atoom tegenkomt waarbij het energieverschil tussen de 2 elektronenschillen even groot is dan het foton aan energie bezit dan zal dit atoom het foton absorberen. En brengt het elektron van zijn huidige baan met lagere hoeveelheid energie, de grondtoestand, naar een baan met een hogere hoeveelheid energie de aangeslagen toestand en zal daardoor meer energie bezitten. Dus het ene atoom verliest een foton en een ander ontvangt een foton. In een muur of een wand heeft dit als gevolg dat de bewegingsenergie in de atomen zich over de muur verspreid.
Bij dit proces zal de absorptie van fotonen door de atomen in de muur door blijven gaan tot dat er een evenwicht is bereikt. Wel zullen er ook fotonen zijn die richting de warmere Verwarmingslamp zullen stralen maar het netto resultaat zal zijn dat er meer van de lamp naar de muur zullen stralen, waardoor de muur warmer wordt.
Als de verwarmingslamp uitgeschakeld wordt dan zal de lamp afkoelen en hierdoor zal de muur netto meer fotonen uitzenden dan absorberen.
Hierbij vervalt een elektron van een baan met hogere hoeveelheid energie naar een baan met een lagere hoeveelheid energie zal er een foton vrijkomen, waardoor dit atoom minder energie bezit. Dit verschil is gelijk aan de energie van het foton. Dit noemen we emissie van fotonen door atomen. Om hier een beeld van te kunnen vormen kijk op onderstaande link. https://olo.utwente.nl/subject/4/topic/217/emissie-en-absorptie-van-licht/2#topicplayer
In materiaal vindt emissie en absorptie nagenoeg gelijktijdig plaats.
De fotonen die vrij komen bij de temperaturen in onze gebouwen, vaak tussen 5 en 25 graden, vallen in het spectrum van de Lange-golf (8-15 µm), hebben een lagere frequentie. We noemen dit infrarood licht/straling, en is zichtbaar te maken met een infrarood camera. Op de foto hiernaast kun je zien op welke plaatsen van een woning veel emissie van fotonen plaats vindt. Dit zijn dus de plekken waar veel energie verloren gaat.