每天,大约有 20 万名儿童首次上网。不幸的是,网络世界在设计时并未考虑到儿童安全。网络空间的问题在于,它不像“现实世界”那样受到监管。汽车需要安全带,必须符合法律规定的最低安全标准。你的烤面包机或新炉子也是如此。但互联网没有任何要求。在儿童救援联盟,我们每天都在追踪世界各地交易幼童非法图像和视频的掠食者。迄今为止,我们已逮捕了 13,500 多名危险的儿童掠食者,并确定了 7000 万个 IP 地址或个人计算机,这些 IP 地址或个人计算机参与了这种掠食性非法活动。不幸的事实是,我们的系统中还有更多的掠食者永远不会被逮捕。
安装在屋顶上的太阳能电池板(也称为光伏电池板或 PV 电池板)由大量小型太阳能电池组成。它们全都由两层组成。在日光的影响下,这两层之间会产生电压差。一旦两层连接起来,电流就会开始流动。太阳能电池板将这些光子转换成直流(“DC”)电子。电子从太阳能电池板流出,进入逆变器和其他电气安全设备。逆变器将“直流”电(通常用于电池)转换为交流电或“AC”电。交流电是电视、电脑和烤面包机插入墙上插座时使用的那种电。只要有阳光,太阳能电池板就会发电,即使阳光很少。因此,即使在阴天或太阳能电池板处于部分阴凉处,太阳能系统也能工作。自然界中充足的阳光会产生最多的能量。
您的计划应包括所有准备,服务,储藏室和座位区以及所有厕所,穿衣和洗衣设施。所有存储区域都应标有其预期用途。应显示所有制冷,烹饪设备,排气罩,准备桌,架子,水槽,热水器和食品保护设备,例如打喷嚏和檐篷,并在计划中清楚地标记。台面设备,例如烤面包机,切片机,搅拌器,榨汁机和咖啡壶,也应在计划中清楚地标记并明确标记。所有设备都应在设备时间表上列出,并且每个项目都应随附规格表,以符合设备时间表。所有设备必须是商业级和NSF或同等批准的。最后,计划应包括一个平面管立管图,任何裸露的高架废物线应明确标记。
LM LINUSS 系统是一对 LM 50™ 12U 立方体卫星,每个卫星大小与四片烤面包机相当,旨在展示小型卫星如何在任何轨道上发挥关键太空架构维持的重要作用。LM LINUSS 系统采用内部资金开发,在地球同步轨道 (GEO) 进行了多次演示。LM LINUSS 任务是验证洛克希德马丁公司 (LM) 未来太空升级和服务任务的基本机动能力,以及展示微型空间领域感知能力。LM LINUSS 任务还展示了 Innoflight 成熟的新型机载高性能处理技术、VACCO 的低毒推进技术、惯性测量单元、机器视觉、3D 打印组件和 LM 的 SmartSat™(变革性在轨软件升级架构)技术。作为洛克希德马丁公司 LM50 系列小型卫星的一部分,两颗 LM LINUSS 航天器(尺寸约为 8x8x12 英寸)是该公司任务电光有效载荷甲板与 Tyvak Nano-Satellite Systems(Terran Orbital 公司旗下一家公司)的下一代 12U 总线的协作集成。本文提供了 2023 年第一季度的在轨性能数据。
对流在各种天然和人为的过程中起着至关重要的作用,从而可以通过流体运动有效地传热。本综合指南提供了对流的可访问概述,其中包含实践示例,以说明其原理。,它是寻求阐明这一基本科学概念的教育工作者的宝贵资源。引人入胜且信息丰富,该指南非常适合增强对热动态的理解。对流涉及通过流体(液体或气体)的移动加热的转移,因为加热颗粒会上升,而较冷的颗粒下沉,从而产生圆形流动。这个过程对于理解自然现象和技术应用至关重要,这是物理,气象学和工程学的关键概念。对流的一个经典例子是在炉子上加热水,热水升至表面,冷水沉入底部,形成连续的循环,从而有效地在整个水中转移热量。对流传热的公式可以表示为q = haΔt,强调了诸如传热速率,对流传热系数,表面积和温度差等因素的重要性。这22个对流示例的汇编展示了从日常家庭活动到大规模环境模式的不同环境中的基本过程。冷却和冷凝时,温暖的空气会升起,形成云和降水。同样,随着热量从其表面散发的,一杯咖啡会冷却,而森林通过吸收热量并引起空气运动来调节气候。从沸水到洋流,大气循环,房屋中的散热器,热气球,海风,地球的披风对流,加热汤,熔融冰,熔岩灯,太阳能电池板,冰箱线圈,汽车辐射器和空调,每个例子都在行动中表明了暴力。在烤箱中,热空气循环均匀地煮食物,就像间歇泉爆发地下水被地热能加热一样。板块构造是由于地球核心的热量引起的,导致构造板的运动。房间风扇循环空气以调节室温,人体血液循环通过对流调节体温。对流不仅限于科学概念;它在我们的日常经历中起着作用。示例包括在炉灶上烹饪,洗热水淋浴,使用烤面包机,地板加热系统以及在生产线上晾干衣服。在现实情况下,对流冷却笔记本电脑,铁衣,在建筑物中提供自然通风,加热茶水和使用壁炉。对流还塑造大气现象,例如陆地和海风,云层,季风风,飓风地层以及山和山谷的微风。通过外部手段(例如风扇或泵)运动在工程,气象学和环境研究等各个领域都起着至关重要的作用。了解这些类型对于设计过程和系统至关重要。例子包括在沸水中的自然对流,供暖,海洋电流,冰箱中的空气循环以及风形成。在极端情况下,这些事件可能导致严重的雷暴,甚至龙卷风。对流还可以通过流体中分子的质量运动有效地传输热量,这使得在许多应用中至关重要。对流在塑造天气模式和影响日常生活中起着关键作用,从汽车冷却系统到工业冷却塔,太阳能热水板,地热加热系统,散热器加热器和冷凝器盘绕冰箱的冰箱。认识到对流的机制和示例强调了其在教育和实际情况下的重要性。当热量通过较热的材料与较冷的材料配对的较热材料的上升,因此会发生对流。这种现象涉及质量在流体中的运动,通常导致气象学的向上方向和地质地壳下地壳下方的慢速物质运动。对流在各种日常生活中起着至关重要的作用,包括开水,散热器操作,蒸杯热茶,冰融化,冷冻食物解冻,强迫对流等等。在气象学中,对流与天气条件(例如对流云和斜纹线条)紧密相关。此外,热空气气球依靠加热的空气升起来航行天空。理解对流的定义为探索其在不同研究领域的各种应用和发生的情况提供了坚实的基础。对流在各种自然和人为的过程中起着至关重要的作用。在热气球中,温度差异引起的浮力会随着热空气被困在里面而提升气球。要下降,其中一些热空气被释放,使较冷的空气进入并减少浮力。该原理也称为堆栈效应或烟囱效应,由于室内和室外空气之间的密度差异,空气进出建筑物。在地质学中,对流电流是地球地幔缓慢运动的原因。 内部的热量通过地幔升起,使其在表面冷却。 此过程驱动板块构造,导致火山形成。 重力对流发生时,淡水比盐水浓密,从而使干盐向下扩散到潮湿的土壤中。 海洋循环是对流的另一个例子,在赤道附近的温水向杆子循环,杆子处的冷水向赤道移动。 在恒星中,对流区域在转移能量中起着至关重要的作用。 等离子体加热时,冷却的血浆下降时会产生循环模式。 对流不限于这些例子;可以在各种人类和自然现象中观察到。 既然您对对流有了基本的了解,请考虑通过探索十个现实生活中常见的凝结示例来扩大知识。在地质学中,对流电流是地球地幔缓慢运动的原因。内部的热量通过地幔升起,使其在表面冷却。此过程驱动板块构造,导致火山形成。重力对流发生时,淡水比盐水浓密,从而使干盐向下扩散到潮湿的土壤中。海洋循环是对流的另一个例子,在赤道附近的温水向杆子循环,杆子处的冷水向赤道移动。在恒星中,对流区域在转移能量中起着至关重要的作用。等离子体加热时,冷却的血浆下降时会产生循环模式。对流不限于这些例子;可以在各种人类和自然现象中观察到。既然您对对流有了基本的了解,请考虑通过探索十个现实生活中常见的凝结示例来扩大知识。
黑体是一个理想化的物体,它吸收所有传入的辐射并反射或传输,同时也是所有波长辐射的完美散热器。这种现象被称为黑体辐射,其特征是热能光谱,该热能光谱显示了在一系列波长或频率上的辐射强度。可以使用量子理论控制的几种原理来描述黑体辐射的定律。需要特殊的望远镜才能观察肉眼不可见的恒星发射辐射。上次审查于2023年1月14日。“黑体”重定向。注意:这与黑体不同(电影)不同。波兰实验室中的黑体散热器近似于普朗克定律描述的理想模型,并作为光谱辐照度的标准。随着黑体的冷却,其辐射强度降低,峰值波长向更长的波长移动。为了进行比较,经典的雷利 - 简 - 与其紫外线灾难一起显示。黑体或黑体是一个理想化的物体,可吸收所有电磁辐射,而不论入射率频率或角度如何。在热平衡处发出的黑体发射的辐射称为黑体辐射。它的名称来自它吸收所有颜色的光。相比之下,白色身体在各个方向均匀地反映了射线。在恒温下的黑体根据普朗克定律发出电磁辐射,其光谱仅由温度决定(见图),不受形状或组成影响。理想的黑体具有两个关键特性:1)它是一个理想的发射极,2)它垂直于发射方向,无论方向如何,它都会辐射各向同性的能量。真实材料会散发出黑色能量水平的分数 - 发射率。按照定义,热平衡中的黑体具有发射率ε= 1。发散性较低的身体称为灰色身体。以高发射率建造黑体仍然是一个令人感兴趣的话题。在天文学,恒星和行星辐射中有时会使用有效温度来表征,该温度代表了发射相同总电磁能通量的黑体温度。艾萨克·牛顿(Isaac Newton)在他的1704年书中介绍了黑色身体的概念,询问黑体是否比其他颜色更容易从光中吸收热量,因为进入它们的光不会反映出,而是被反射的,有时会吸收,有时会散布在内部,直到它消散。古斯塔夫·基尔乔夫(Gustav Kirchhoff)在1860年首先提出了一个黑体的想法:“可以想象到身体完全吸收了所有事件射线,既不反映也没有传播。”黑体被定义为从所有波长和角度的辐射吸收器。理想化的表示,称为黑体,允许所有入射辐射无反射地进入它,并在内部吸收所有辐射。[10]此定义下降了“无限小厚度”的引用。[9]一个用于模拟黑色表面的广泛使用的模型是一个隔离的围墙中的一个小孔,墙壁上有不透明对辐射的壁。但是黑体辐射到底是什么?入射辐射通过孔进入,如果外壳足够大,则几乎没有机会再排放。但是,当入射辐射波长超过孔的直径时,由于反射,该模型并不完美。[10]有限大小的腔体内的辐射不会遵循理想的planck频谱,而波长与腔的大小相当或大。[11]围栏中的一个小孔可以逃脱一些辐射,近似黑体辐射,该辐射表现出温度t的能量分布特征,并且与小于孔的大小的波长无关。[11]热力学的第二定律指出,如果不受干扰,腔内的辐射最终将达到热平衡,[12],尽管此过程可能需要很长时间。[13]通常,通过腔或壁中的材料对辐射的持续吸收和辐射发射达到平衡。这种机制“热化”传入辐射,将能量重新分布直至光子达到普朗克分布。与稀释的气体(如稀释气体)相比,凝结物质的存在速度显着加快了热量化的速度。与与物质的相互作用相比,低于数十亿的开尔文,直接光子 - 光子相互作用通常微不足道。[19]可以将光子视为一种相互作用的玻色子气,[20]在H Theorem下描述,任何相互作用的玻色子气体都将在一般条件下达到热平衡。通过热辐射的身体行为通过其传播(τ),吸收(α)和反射(ρ)来描述。身体及其周围环境之间的界面可能是粗糙的或光滑的。对于非反射界面,将区域与不同的折射率分开,反射和折射定律必须是粗糙的。理想化的不透明体不会传输辐射,但可能反映出某些辐射,而透明的身体会传递所有入射辐射。对于所有波长,灰色体具有常数α,ρ和τ。白色身体在各个方向均匀地反映了所有入射辐射。黑体的特征是τ= 0,α= 1,ρ= 0。普朗克的模型描述了完美的黑色身体,但由于表面缺陷而指出了它们在自然界的不存在。基尔乔夫(Kirchhoff)介绍了一个完美的黑体,具有完全吸收的表面层,但普朗克(Planck)指出了对这一想法的严重限制。黑体的实现包括1898年的Otto Lummer和Ferdinand Kurlbaum的腔辐射源,该辐射源已用于迄今为止用于辐射测量。类似黑体的材料是为了伪装和雷达吸附剂应用以及太阳能用途而寻求的。黑体材料是大多数波长的光吸收器,使它们有效地发射红外辐射。这些特性使其非常适合在空间或真空等极端环境中加热应用。此外,它们是有效的抗反射表面,可减少望远镜和相机中的流浪光,从而更准确地观察。具有高折射率的纳米孔材料也表现出较低的反射率,有些人的平均反射率为0.045%。研究人员一直在探索对传统灯泡涂料(例如碳纳米管)进行改进的新材料,这些材料可以实现近乎完美的黑体行为。创建诸如Nanoblack和Super Black之类的材料的创建已经突破了吸收率的边界,某些材料吸收了多达99.9%的传入光。恒星的有效温度取决于理想的黑体的温度,该温度辐射与恒星相同的能量。可以使用不同的颜色指数(例如B-V和U-B)来计算此值,这些颜色指数提供了有关恒星表面通量的信息。通过分析这些指数,天文学家可以估算恒星的有效温度,并将其与完美的黑体温度进行比较。对主要序列和超级恒星的研究揭示了它们的颜色与有效温度之间存在粗糙的相关性。这些恒星群的曲线位于相应的黑体U-B指数下方,表明它们比具有相同颜色指数的理想黑体发出的紫外线少。有趣的是,太阳的有效温度低于其光球温度,该温度随着深度而变化。还使用颜色颜色图中的B-V和U-B颜色指数计算了黑洞的有效温度。物理学家认为,黑洞的温度非零,辐射具有几乎完美的黑体光谱,最终通过真空波动蒸发。大爆炸理论的基础是宇宙学原理,表明在大范围内,宇宙是同质和各向同性的。最初,在编队后大约一秒钟,它是一个在10^10 K以上的温度下的黑色身体。随着它的扩展,物质和辐射冷却,导致当今的宇宙微波背景辐射,在2.7 k左右,它几乎是理想的planck频谱。这种辐射源于Anisotroproproy的真正黑体的完善,这一辐射由Anisotropropy变体的一部分,一部分大约100,000。Stefan-Boltzmann定律将黑体辐射的总能量为σT^4,其中σ是Stefan-Boltzmann常数(5.67×10^-8 W/M^2/K^4)。一种简化的冷却方法涉及补充该法律的发射ε≤1,并考虑辐射,热容量和温度随时间变化的功率变化。但是,这些假设忽略了细节,例如热重新分布机制,变化的组成,相变和温度变化的发射率。这种简化可以通过将总发射功率与发射表面积联系起来来估计对象尺寸,该功率用于确定X射线突发源自中子星而不是黑洞。热辐射定律与物体如何在各种波长中发出或吸收光线有关。通过引入少量物质可以吸收并散发所有光频率,可以加速腔中辐射的热平衡。这是基于包括普朗克,劳登和曼德尔和狼在内的各种物理学家的工作。实现热力学平衡的关键在于光子之间的相互作用,当仅存在光子时,这可以忽略不计。需要少量物质来促进此过程。当光子彼此相互作用或与物质相互作用时,除非分子的分布达到平衡,否则随着时间的推移会导致热能降低。为了表征这种情况,可以定义称为“ H”的合适数量。这个概念对于理解气体如何随着碰撞而进行的行为和变化至关重要。此外,某些材料在吸收或反射光(包括极端黑暗)方面具有出色的特性。示例包括垂直排列的单壁碳纳米管和低密度纳米管阵列制造的极深的材料。这些概念对于理解量子水平的辐射和物质的行为至关重要,尤其是在热力学和统计力学中。在包括物理,天文学和材料科学在内的各个领域进行了广泛的研究,黑体光谱及其性质的概念已得到广泛的研究。由理查德·布朗(Richard Brown)及其同事在英国国家物理实验室创建的“有史以来最黑的黑色”材料就是这种现象的一个例子。对黑人光谱的研究可以追溯到古代,诸如亚里士多德(Lawrence Hugh Aller,1991年)等哲学家的观察以及后来的天文学家(如David F Gray)(1995年2月)。在天体物理学和恒星天文学的背景下,还探索了与材料相互作用的光子的研究(Kenneth R. Lang,2006; B. Bertotti等,2003)。黑体光谱的形成受源中温度曲线(例如太阳或恒星)的影响(Simon F. Green等,2004; David H. Kelley等,2011)。此外,近年来已经对热力学及其在黑洞中的应用进行了广泛研究(Robert M Wald,2005年)。最近的研究还探索了碳纳米管的特性,可用于创建接近完美的黑色表面(Ghai等,2019)。这些材料的开发对包括能源,电子和航空航天在内的各个领域具有重要意义。总体而言,对黑体光谱及其特性的研究继续促进我们对物理世界及其许多奥秘的理解。目前尚无实验或观察证据来支持黑洞热力学的理论。研究人员提出了各种例子,包括通过中微子的发射和辐射冷却中子恒星,但是这些想法尚未经过经验测试。中子恒星中的冷却过程受热容量和中微子发射之间的平衡的控制,其生命的前105 - 6年。后来,夸克物质核心变得惰性,由于核物质分数的中微子排放,恒星进一步冷却。请注意,此解释版本着重于原始文本中介绍的主要思想和概念,而不是提供有关提到的每个点的详细摘要。**基希霍夫的辐射法及其历史**在柏林,在公元783 - 787年之间,古斯塔夫·基希霍夫(Gustav Kirchhoff)就身体发射和吸收辐射的能力之间的关系做出了重大发现。这个概念后来被称为基尔霍夫的辐射法。**早期实验**基希霍夫(Kirchhoff)的论文之一,“关于光和热的不同物体的辐射和吸收力量之间的关系”,在1860年由弗朗西斯·古斯里(Francis Guthrie)从德语转换为英语。在本文中,基尔乔夫解释说,完美的辐射吸收器也是完美的发射极。**黑体理论的发展**在接下来的几十年中,其他研究人员建立在基希霍夫(Kirchhoff)的作品上,包括路德维希·鲍尔茨曼(Ludwig Boltzmann)和马克斯·普朗克(Max Planck)。他们开发了“黑体”的概念,它是一个理想化的物体,它吸收了所有传入的辐射而无需反映任何传入的辐射。**热力学和天体物理学的进步**在20世纪,科学家继续完善他们对黑体理论的理解。阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)对量子力学的发现,使人们对辐射及其与物质的相互作用有了更深入的了解。**现代发展**如今,研究人员正在努力开发可以模拟完美辐射吸收器的特性的新材料。这些材料在天体物理和光学等领域中有应用。注意:我保留了原始文本的结构和音调,但对其进行了改写,以使其更可读和简洁。一项开创性的实验导致发现了量子力学中的新领域,该领域深入研究了辐射下物质的行为。从定义上讲,没有材料是完美的“黑体”,但是有些像碳相似的东西已经接近。在本文中了解其复杂性,示例和特征。这种现象更多地是关于系统的特征,而不是对其进行震撼的实际辐射。黑体辐射:本质上是一种理论概念,一种完全吸收所有入射辐射的系统或物质,而无需重新传播任何一个辐射,都可以视为完美的黑体。根据热力学定律,这种系统必须发出与吸收的光一样,尽管在不同的温度和能量水平下。完美的黑色身体:理想的场景真正的黑色身体将完全黑色的身体看起来完全黑色,因为它能够吸收所有入射热辐射,而不论波长如何,而没有任何传输。但是,这种情况仍然纯粹是理论上的,因为没有任何材料能够真正体现这些特征。黑体辐射的例子和材料虽然没有完美满足黑体标准的材料,但是像石墨这样的物质在光吸收方面非常有效 - 达到96%。太阳也很近,发出了大量的阳光,但效率约为70%。其他示例包括加热物体,例如烤面包机元素和灯泡细丝。理解黑体辐射可视化吸收并以同样概率排放所有辐射的系统是具有挑战性的。但是,物理学家通常认为黑体是热平衡中理想化的空心金属盒 - 配有一个用于辐射逃生的小孔。这个思想实验有助于说明黑体辐射的概念。黑体辐射光谱:连续现象。任何加热物体发出的光谱落在黑体辐射的伞下。值得注意的是,这种现象表现出连续的特性,该特性受物体温度而不是其固有特征的控制。本质上,黑体根据温度在各种波长中排放热辐射。电子过渡和黑体辐射根据量子力学,电子从较高能量状态到较低的态度导致光的发射 - 导致黑体辐射的连续光谱。这种现象为排放提供了宝贵的见解,并在加热,照明,热成像等方面具有实际应用。黑体辐射特征:关键定律,黑体辐射的行为可以通过支配其特征的几个基本定律来解释...根据位移定律,黑体辐射曲线在与温度成正比的逆波长处达到峰值。Wien的公式λmax= b/t显示最大波长(λmax),Wein的常数(b = 2.8977*10^-3 m.k)和温度(kelvin中的t)。普朗克定律在特定温度下使用eλ= h*c*t^(-5)/cosh(h*c/λkt)-1在特定温度下使用黑体发射的光谱能密度。Stefan-Boltzmann法律显示总发射能量(E)与绝对温度成正比(T^4)。黑体辐射曲线显示,较热的身体在较短的波长处辐射峰值能量,而总能量随温度升高而增加,但在较小的波长下峰值。动物的辐射主要属于红外辐射,而肉眼看不到。然而,Max Planck提出能量以离散量(称为Quanta)来解决这一悖论。的应用包括观察灯泡在加热时从红色变为白光的细丝灯泡,并焊接金属碎片,由于温度的升高而发光不同的颜色,这也用于夜视设备中,通过将红外辐射转换为可见图像,以检测暖血动物和人。黑体辐射具有各种商业应用,包括安全性,测试,照明和供暖,因为它能够发射热能。这种现象用于许多过程中,例如电加热器,炉灶,白炽灯灯泡,太阳,星星,防盗警报,温水动物和夜视设备。Planck的辐射定律允许在任何波长和温度下计算能量强度,从而确定黑体辐射源的特性。选择此类来源取决于诸如发射率,温度,发射面积的大小,冷却时间,热身时间和调节稳定性等因素。在物理学中,理想黑体的概念导致了紫外线灾难,该灾难预测了热平衡时无限能量。偏离瑞利 - 吉恩法律的方程式,构成了量子力学的基础。