Discussione:
Colore del ferro alle varie temperature
(troppo vecchio per rispondere)
a***@gmail.com
2014-09-19 12:44:21 UTC
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Ciao,
mi potreste far capire meglio come avviene il cambiamento di colore di un metallo con l'aumentare della temperatura ?
Per esempio ho una barra di ferro che a temperatura ambiente è di colore grigio
poi riscaldo la barra e questa mi sembra diventa arancione e poi se la riscaldo di più diventa di un colore che da sul bianco,
Ora riscaldando la barra di ferro (credo) che avvenga questo :
io fornisco energia agli elettroni e quelli che si trovano più vicino al nucleo hanno una energia minore per cui ricevendo appunto questa energia <saltano> in un orbita più esterna.
Ora da questa mia sommaria e non so se corretta spiegazione, come si arriva ai vari colori corrispondenti a varie temperature ?
Poi per i vari colori (rosso,arancione,bianco)quando il ferro è riscaldato, credo che appunto il colore sia come dire indipendente dal fatto che la barra di ferro è illuminata dal Sole, infatti noi vediamo una barra di colore bianco anche se ci trovassimo in una stanza buia.
Ma invece il colore grigio del ferro a temperatura ambiente ha bisogno del Sole che lo illumini altrimenti in una stanza buia noi non distiungueremmo il colore.
Se l'argomento è troppo vasto per rispondere magari mi potreste suggerire un link...
Andrea
cometa_luminosa
2014-09-19 16:50:31 UTC
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Per un corpo macroscopico come un pezzo di metallo (di ferro) le cose sono piu' complicate che per un singolo atomo di ferro o un insieme di atomi di ferro separati (non interagenti o quasi).

I livelli energetici sono tanto vicini tra loro da formare praticamente un continuo. Allora intervengono sostanzialmente leggi fisiche statistiche ed il risultato e' l'emissione di "corpo grigio" che e' una emissione in tutto lo spettro di frequenze di radiazione elettromagnetica, di una "forma" caratteristica del materiale e della sua superficie emittente. Se fosse un corpo nero (approssimato da un materiale di colore nero in superficie, come un pezzo di carbone), che di principio si comporta in modo simile, dalla legge dell'emissione si ricava (legge dello spostamento, di Wien) che la lunghezza d'onda alla quale si ha la massima emissione di energia e' inversamente proporzionale alla temperatura assoluta del corpo.

Quindi, aumentandone la temperatura, questo appare prima rosso (lunghezza d'onda massima, nel visibile) poi arancione (lunghezza d'onda minore del rosso) poi giallo (lunghezza d'onda ancora minore). Aumentando ancora la temperatura la lunghezza d'onda "di picco) corrisponde al verde, pero' a questo punto lo spettro contiene gia', percentualmente, anche lunghezze d'onda maggiori e minori e somiglia molto allo spettro della luce solare, che noi percepiamo come bianca. Aumentando ancora la temperatura, ma si parla di almeno 7-8mila gradi celsius, la componente blu dello spettro comincia ad essere talmente grande (percentualmente) che il corpo apparirebbe blu (solo che non esistono sostanze che rimangono allo stato solido a quelle temperature, a pressione atmosferica).

--
cometa_luminosa
Elio Fabri
2014-09-20 20:06:40 UTC
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Post by a***@gmail.com
Ma invece il colore grigio del ferro a temperatura ambiente ha bisogno
del Sole che lo illumini altrimenti in una stanza buia noi non
distiungueremmo il colore.
Cominciamo da qui.

Cometa_luminosa nella sua risposta ti cita la legge di spostamento, ma
senza darti numeri.
Male... La fisica senza numeri è solo chiacchiere.
Allora: il massimo dell'emissione è a circa 500 nm per una temperatura
di 6000 K (quella del Sole).
Quindi a 600 K il massimo lo avrai 5000 nm, ossia 5 micron.
A 300 K (temperatura ambiente) siamo a 10 micron, ossia nel lontano
infrarosso.
Insomma, a temperatura ambiente l'emissiome nel visibile è del tutto
trascurabile.
Perciò, come giustamente dici, il colore dei corpi ha tutt'altra
origine: dipende da come viene riflessa o diffusa la luce che arriva da
una sorgente esterna.
"No source, no colour" :-)

E infatti i vari metalli hanno colori diversi: grigio il ferro,
rosso il rame, giallo oro l'oro, grigio piombo il piombo, argenta
l'argento, azzurrino il cadmio...

A temperature più alte invece i corpi (non solo solidi: anche liquidi
o gas) possono emettere anche luce visibile, e quindi li vedremo anche
senza sorgenti esterne.
Post by a***@gmail.com
Per un corpo macroscopico come un pezzo di metallo (di ferro) le cose
sono piu' complicate che per un singolo atomo di ferro o un insieme
di atomi di ferro separati (non interagenti o quasi).
Giusto.
Post by a***@gmail.com
Se fosse un corpo nero (approssimato da un materiale di colore nero in
superficie, come unpezzo di carbone), che di principio si comporta in
modo simile, dalla legge dell'emissione si ricava (legge dello
spostamento, di Wien) che la lunghezza d'onda alla quale si ha la
massima emissione di energia e' inversamente proporzionale alla
temperatura assoluta del corpo.
OK fin qui.
Post by a***@gmail.com
Quindi, aumentandone la temperatura, questo appare prima rosso
(lunghezza d'onda massima, nel visibile) poi arancione (lunghezza
d'onda minore del rosso) poi giallo (lunghezza d'onda ancora minore).
Aumentando ancora la temperatura la lunghezza d'onda "di picco)
corrisponde al verde, pero' a questo punto lo spettro contiene gia',
percentualmente, anche lunghezze d'onda maggiori e minori e somiglia
molto allo spettro della luce solare, che noi percepiamo come bianca.
anche questo posso passartelo :-)
Post by a***@gmail.com
Aumentando ancora la temperatura, ma si parla di almen= o 7-8mila
gradi celsius, la componente blu dello spettro comincia ad essere
talmente grande (percentualmente) che il corpo apparirebbe blu (solo
che non esistono sostanze che rimangono allo stato solido a quelle
temperature, a pressione atmosferica).
Qui invece non ci siamo.
Primo, perché non è necessario che si tratti di solidi: hai visto mai
metalli fusi?
Secondo, perché in natira esistono copri con quele temperature e anche
assai maggiori: le stelle, che non sono né solide né liquide...

E proprio le stelle ti mostrano il terzo errore.
Quando arriverà l'inverno, guarda Orione: in basso a destra c'è Rigel
(beta Ori, T = 12000 K).
A sinistra di Orione, più in basso, c'è Sirio (T = 9900 K).
Le stelle estreme della cintura di Orione sono:
- Alnitak (zeta Ori) T = 31500
- Mintaka (delta Ori) T = 30000.
Mi saprai dire se riesci a vedere differenze di colore, se le due
ultime ti sembrano blu.

In realtà non succede, perché quando la temperatura è alta il massimo
si sposta nell'UV, ma la distr. spettrale nel visibile diventa
praticamente indip. dalla temperatura (distr. di Rayleigh-Jeans).
Data la scarsa sensibilità dell'occhio per il blu-viola, quelle stelle
appaiono solo leggermente più azzurrine di Sirio e Rigel, che sono
parecchio più fredde (si fa per dire :-) ).
--
Elio Fabri
cometa_luminosa
2014-09-22 21:56:26 UTC
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Post by Elio Fabri
Cometa_luminosa nella sua risposta ti cita la legge di spostamento, ma
senza darti numeri.
Male... La fisica senza numeri è solo chiacchiere.
Ho risposto di getto, la costante tra lambda e 1/T nella legge dello spostamento di Wien me la ricordo a memoria, cosi' come la legge di Planck, ma dal tipo di domanda dell'OP non mi sembrava che gli sarebbe interessato molto...
Post by Elio Fabri
Allora: il massimo dell'emissione è a circa 500 nm per una temperatura
di 6000 K (quella del Sole).
...
Post by Elio Fabri
Post by a***@gmail.com
Aumentando ancora la temperatura, ma si parla di almen= o 7-8mila
gradi celsius, la componente blu dello spettro comincia ad essere
talmente grande (percentualmente) che il corpo apparirebbe blu (solo
che non esistono sostanze che rimangono allo stato solido a quelle
temperature, a pressione atmosferica).
Qui invece non ci siamo.
Primo, perché non è necessario che si tratti di solidi: hai visto mai
metalli fusi?
Parlava di una "barra di ferro".
Post by Elio Fabri
Secondo, perché in natira esistono copri con quele temperature e anche
assai maggiori: le stelle, che non sono né solide né liquide...
E proprio le stelle ti mostrano il terzo errore.
Quando arriverà l'inverno, guarda Orione: in basso a destra c'è Rigel
(beta Ori, T = 12000 K).
A sinistra di Orione, più in basso, c'è Sirio (T = 9900 K).
- Alnitak (zeta Ori) T = 31500
- Mintaka (delta Ori) T = 30000.
Mi saprai dire se riesci a vedere differenze di colore, se le due
ultime ti sembrano blu.
In realtà non succede, perché quando la temperatura è alta il massimo
si sposta nell'UV, ma la distr. spettrale nel visibile diventa
praticamente indip. dalla temperatura (distr. di Rayleigh-Jeans).
Data la scarsa sensibilità dell'occhio per il blu-viola, quelle stelle
appaiono solo leggermente più azzurrine di Sirio e Rigel, che sono
parecchio più fredde (si fa per dire :-) ).
Ti ringrazio perche' oltre ad avermi ricordato qualcosa che non avevo afferrato bene, dalla tua risposta (senza la tua intenzione) ho anche capito qual'era il vero scopo dell'OP e anche, forse, chi e' in realta'...

--
cometa_luminosa
a***@gmail.com
2014-09-23 05:29:10 UTC
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cometa_luminosa scrive :
Ti ringrazio perche' oltre ad avermi ricordato qualcosa che non avevo afferrato bene, dalla tua risposta (senza la tua intenzione) ho anche capito qual'era il vero scopo dell'OP e anche, forse, chi e' in realta'...

Scusa mi hai incuriosito,cosa intendi dire con : qual'era il vero scopo e
anche, forse, chi e' in realta'...

Guarda che io non faccio parte di sette segrete o roba del genere .
Andrea
marcofuics
2014-09-23 08:16:56 UTC
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Post by cometa_luminosa
Ti ringrazio perche' oltre ad avermi ricordato qualcosa che non avevo afferrato bene, dalla tua risposta (senza la tua intenzione) ho anche capito qual'era il vero scopo dell'OP e anche, forse, chi e' in realta'...
Scusa mi hai incuriosito,cosa intendi dire con : qual'era il vero scopo e
anche, forse, chi e' in realta'...
Guarda che io non faccio parte di sette segrete o roba del genere .
Andrea

BlueRay
2014-09-23 12:12:00 UTC
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Post by a***@gmail.com
Guarda che io non faccio parte di sette segrete o roba del genere .
Se il tuo scopo e' solo quello di conoscere la risposta alle tue domande, allora mi scuso.
Intanto ti faccio un paio di domande per vedere se hai capito la risposta di Fabri (che quindi dovrebbe astenersi dal rispondere o commentare :-) )

1. Quanto vale la lunghezza d'onda a cui corrisponde la massima emissione radiante per un corpo nero a 10.000 K?
2. Quanto vale la frequenza a cui corrisponde la massima emissione radiante per un corpo nero a 10.000 K?

Pregasi astenersi dal rispondere anche G. Bibbiani, T. Russo, G. Pastore ecc. :-)

--
BlueRay
a***@gmail.com
2014-09-23 12:17:55 UTC
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BlueRay scrive :

Se il tuo scopo e' solo quello di conoscere la risposta alle tue domande, allora mi scuso.

Guarda che io ho replicato a cometa_luminosa

quindi non capisco cosa intendi per < mi scuso > .

Andrea
BlueRay
2014-09-23 12:21:12 UTC
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Post by a***@gmail.com
Guarda che io ho replicato a cometa_luminosa
quindi non capisco cosa intendi per < mi scuso > .
Pensavo lo sapessi: BlueRay = cometa_luminosa
(sei nuovo del ng?)
a***@gmail.com
2014-09-23 12:29:05 UTC
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BlueRay scrive :
1. Quanto vale la lunghezza d'onda a cui corrisponde la massima emissione radiante per un corpo nero a 10.000 K?
2. Quanto vale la frequenza a cui corrisponde la massima emissione radiante per un corpo nero a 10.000 K?

Non lo so .
Andrea
cometa_luminosa
2014-09-23 14:45:39 UTC
Permalink
Post by BlueRay
1. Quanto vale la lunghezza d'onda a cui corrisponde la massima emissione
radiante per un corpo nero a 10.000 K?
2. Quanto vale la frequenza a cui corrisponde la massima emissione radiante
per un corpo nero a 10.000 K?
Non lo so .
Nemmeno la prima?

--
cometa_luminosa
Giorgio Bibbiani
2014-09-23 16:32:20 UTC
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Post by cometa_luminosa
Post by a***@gmail.com
Post by BlueRay
1. Quanto vale la lunghezza d'onda a cui corrisponde la massima
emissione radiante per un corpo nero a 10.000 K?
2. Quanto vale la frequenza a cui corrisponde la massima emissione
radiante per un corpo nero a 10.000 K?
Non lo so .
Nemmeno la prima?
In effetti l'OP non avrebbe potuto ricavare la seconda usando
soltanto la legge di Wien nella forma gia' citata da Elio, v.:

http://en.wikipedia.org/wiki/Wien%27s_displacement_law#Frequency-dependent_formulation

Ciao
--
Giorgio Bibbiani
cometa_luminosa
2014-09-23 16:47:11 UTC
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Post by Giorgio Bibbiani
In effetti l'OP non avrebbe potuto ricavare la seconda usando
Indovina perche' ho scritto: pregasi astenersi G.Bibbiani, ecc. ? :-)

--
cometa_luminosa
a***@gmail.com
2014-09-23 15:28:51 UTC
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cometa_luminosa scrive :
Nemmeno la prima?

Ci rinuncio..........meno male che ho un buon equilibrio mentale,
altrimenti con questo tuo fare -goccia a goccia- mi avresti fatto venire un esaurimento nervoso.
Andrea
cometa_luminosa
2014-09-23 17:00:35 UTC
Permalink
Post by cometa_luminosa
Nemmeno la prima?
Ci rinuncio..........meno male che ho un buon equilibrio mentale,
altrimenti con questo tuo fare -goccia a goccia- mi avresti fatto venire un esaurimento
nervoso.
Un esaurimento nervoso per cosi' poco?
Non hai visto niente nella vita allora...
Comunque la tua risposta non mi convince. Uno che discute o fa domande su argomenti del genere:

http://tinyurl.com/k8qq7dm

https://groups.google.com/forum/#!activity/free.it.scienza.fisica/nUnJkFhsWZ8J/free.it.scienza.fisica/MfPUlkilRo8/JuSxhPvuK1UJ

https://groups.google.com/forum/#!activity/free.it.scienza.fisica/nUnJkFhsWZ8J/free.it.scienza.fisica/ZsbCEl46aNM/FwJuoGi3rHkJ

https://groups.google.com/forum/#!activity/free.it.scienza.fisica/nUnJkFhsWZ8J/free.it.scienza.fisica/_MGnbiH5BQw/dqLYSkTkiP0J

non mi puo' venire a dire che non sa fare 0.5*10^(-6)m * 6000K.

--
cometa_luminosa

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