Soojuskiirgus

Soojuskiirgus, ehk termiline kiirgus, on elektromagnetiline kiirgus, mida kiirgavad kõik kehad, mille temperatuur on üle absoluutse nulli. Kiirguse tugevus ja spekter sõltuvad objekti temperatuurist ja emissiivsusest. Põhilised printsiibid kirjeldavad Plancki seadus, mis kirjeldab kiirguse spektri sõltuvust temperatuurist, ning Wieni seadus, mis annab maksimaalne lainepikkus λ_max ≈ b/T (b ≈ 2,897×10^-3 m·K). Kogu kiirgusvoog ühe ruutmeetri kohta on j* = εσT^4, kus ε on emissiivsus (0–1), σ on Stefan-Bolzmanni konstant ning T on absoluutne temperatuur. Realsetel kehadel on emissiivsus sõltuv ka lainepikkusest.

Soojuskiirgus on peamiselt infrapunas, kui keha temperatuur on ligikaudu toatemperatuur või kõrgem. Atmosfääri läbipaistvus sõltub kiirgusest ning atmosfäär neelab märkimisväärselt infrapuna kiirgust. Eriti olulised on veeaur, süsinikdioksiid, metaan ja teised kasvuhoonegaasid. Nende neeldumine tekitab kasvuhooneefekti: osa maapinnast kiirgavast infrapunakiirgusest peegeldub tagasi maale, suurendades pinnatemperatuuri. Looduslik kasvuhooneefekt on elukeskkonna jaoks oluline; inimtegevus suurendab gaaside hulka ja tugevdab efekti, mis soojendab kliimat.

Soojuskiirgus on oluline mõiste paljudes rakendustes: termiline pilt, infrapuna spektroskoopia, kaugseire ja astrofüüsika. Mõõtmisi teostatakse radiometrite ja spektrometritega, sageli musta keha referentsidega kalibreeritult.