Leslie kostka - Leslie cube

Kostka Leslie (vlevo) a tepelný detektor (vpravo)

Leslieho kostka je zařízení používané k měření nebo demonstraci odchylek v tepelné záření emitované z různých povrchů při stejné teplotě.

přístroj

To bylo navrženo v roce 1804 John Leslie (1766–1832), skotský matematik a fyzik.^[1] Ve verzi experimentu popsané v John Tyndall v pozdních 1800s,^[2] jedna ze svislých stran krychle je potažena vrstvou zlata, další vrstvou stříbra, třetí vrstvou mědi, zatímco čtvrtá strana je potažena lakem Isinglass. Kostka je vyrobena z pevného bloku kovu s centrální dutinou. Při používání byla dutina naplněna horkou vodou; celá kostka má v podstatě stejnou teplotu jako voda. Tepelný detektor (na obrázku úplně vpravo) vykazoval mnohem větší emise ze strany laku než z kterékoli z ostatních tří stran.

Horní fotografie Leslieho kostky (barevné) jsou pořízeny pomocí infračervené kamery; černobílé fotografie pod nimi jsou pořizovány běžným fotoaparátem. Tvář krychle, která byla natřena černě, vydává silné tepelné záření. Leštěný povrch hliníkové kostky vyzařuje mnohem slaběji a odražený obraz teplé ruky je jasný.

V současné době emisivity lesklý kovy jsou nízké. Isinglass je organické lepidlo a má mnohem vyšší emisivitu než kovy. Leslieho kostka se stále používá k demonstraci a měření odchylek emisivity pro různé materiály.^[3] Na obrázku jsou obrázky ve falešných barvách („termografy ") krychle při teplotě asi 55 ° C byly pořízeny infračervenou kamerou; černobílé fotografie jsou pořizovány běžnou kamerou. Černý obličej krychle je vysoce emisivní, jak naznačuje červenkastá barva termografu. zrcadlově vyleštěný povrch hliníkové kostky vyzařuje tepelné záření slabě, což naznačuje modrá barva. Odraz ruky experimentátora je zelený, což odpovídá povrchu s vysokou emisivitou v blízkosti tělesné teploty (37 ° C). Fotografie také ukazují, že bíle natřený povrch je téměř stejně emisivní jako černý povrch.

FUNcube-1 v čisté místnosti před spuštěním

Moderní verze Leslie's Cube je součástí struktury malého satelitu obíhajícího kolem Země známého jako FUNcube-1 a zaregistrován jako holandská kosmická loď. Byla zahájena v listopadu 2013 a ukazuje absorpci a emise slunečního záření ve vesmíru, když satelit obíhá za plného slunečního světla, zatmění a otáčí se kolem svých tří os.^[4]

Viz také

• Radiace černého těla
• Emisivita

Reference

Další čtení

Draperův popis kostky Leslie z roku 1861

• Draper, John William (1861). Učebnice o chemii. New York: Harper a bratři. str.68. draper, john william. V roce 1856 popsal Draper zařízení jako kubickou mosaznou nádobu umístěnou na vertikální otočné stopce. V malé vzdálenosti je zčernalá baňka diferenciálního teploměru. Zrcadlo odráží infračervené paprsky krychle na žárovku. Jedna ze stran krychle je ponechána s čistým povrchem, další s vrstvou laku, třetí se dvěma a čtvrtá se třemi vrstvami. Bylo zjištěno, že se zvyšujícím se počtem vrstev uniklo více tepla. V experimentech z Macedonio Melloni, bylo zjištěno, že maximální rychlost záření byla na 16 vrstvách.
• Leslie, John (1804). Experimentální dotaz na povahu a šíření tepla. Edinburgh: J. Mawman. John Leslie.
• Leslie, John (1813). Krátký popis experimentů a nástrojů, v závislosti na vztahu vzduchu k teplu a vlhkosti. Edinburgh: William Blackwood. john leslie matematika.
• Olson, Richard (září 1969). „Poznámka k Leslieho krychli ve studiu sálavého tepla“. Annals of Science. 25: 203–208. doi:10.1080/00033796900200111.
• Poynting, John Henry; Thomson, Joseph John (1906). Učebnice fyziky. London: Charles Griffin and Company. str.230 –231. leslie kostka.