Wat is de oorzaak dat wit warmte afstoot en zwart warmte opneemt?

Antwoord

Beste Douwe,

Omdat deze vraag blijft openstaan, zal ik een poging doen een antwoord te formuleren. Bekijk ook mijn antwoord eens wat de kleur "Paars" is: https://www.ikhebeenvraag.be/mvc/vraag/48888/Waar-komt-de-kleur-paars-vandaan

Laten we het even zo eenvoudig mogelijk stellen: licht valt in op een voorwerp waarna er twee aspecten gebeuren, een deel van dat licht wordt weerkaatst terwijl een andere deel van het licht wordt geabsorbeerd. In de vorige vraag ging het vooral over de kleur van een voorwerp of de weerkaatsing van een deel van het licht.

De opwarming is het gevolg van dat deel van de inkomende stralen die geabsorbeerd wordt. Een zwart lichaam is zwart omdat het geen licht weerkaatst. Bij de absorptie van het inkomende licht gaan de elektronen rond de atomen gaan trillen. De invallende fotonen geven hun energie af aan de elektronen rond de kern zodat deze naar een hogere energieschil gaan. Voor die elektronen is dat een onstabiele toestand. Je kan dat vergelijken met een bal die je op een helling naar boven duwt die terug rolt wanneer je stopt met duwen. Dat is precies wat er gebeurt met deze elektronen: ze vallen terug naar hun oorspronkelijke energietoestand. Het terugvallen naar hun oorspronkelijke energietoestand gaat gepaard met het uitzenden van energie in de vorm van elektromagnetische straling. (De bal doet hetzelfde het rollen naar beneden is de omzetting van haar potentiële energie in kinetische energie die de beweging opgang brengt wegens de wet van behoud van energie.) Het is die "uitgezonden" straling die we als warme ervaren als het ons lichaam bereikt. Een wit object gaat weinig tot geen invallende energie absorberen waardoor het kouder aanvoelt omdat het vooral licht weerkaatst terwijl een zwart lichaam maximaal licht en haar energie absorbeert en uitstraalt als warmte. 

De frequentiedistributie van de warmtestraling van een zwart lichaam hangt af van de temperatuur dat het lichaam heeft. Naarmate dat een zwart lichaam opwarmt zal de frequentie van deze warmtestraling veranderen waarna een meer rode kleur tot stand komt.

Groeten,

Kurt Barbé