Комментарии 102
Автор серьезно подошел к вопросу, оптическая щель позволяет локализовать исследуемый источник света, стационарное расположение камеры обеспечивает одинаковый масштаб. Побаловаться можно, разделив DVD-R на две части (потребуется травмоопасная работа ножиком), вырезав из оптической (прозрачной) половинки фрагмент сантиметров 3х3 и вплотную приложив к камере смартфона — можно, например, наблюдать как меняются спектральные линии лампы уличного фонаря при разгорании.
Разумеется, сарказм. Как видно, в сарказм тут умеют не все (видимо, я тоже).
Например, та же фраза, выглядящая так:
«Чистый углерод — это же алмаз!!»(С) минусов бы точно не собрала, т.к. тут даже школьнику понятно (надеюсь), что это шутка с цитатой.
Можно конечно было бы развернуть свою мысль (опять же с сарказмом) — «Жечь нужно алмазы, там меньше всего примесей!». Думаю, что этот вариант тоже проканал бы.
Можно было бы и в серьёзном тоне предложить для повышенной чистоты эксперимента спалить алмаз, что-то вроде: «Для полнейшей чистоты эксперимента нужна <тут какое-нибудь заумное название> камера, а жечь нужно чистейший углерод, например синтетические алмазы, благо, они не столь дороги, как натуральные» (блин, опять получилось слегка саркастически, ну да ладно).
Хотя, казалось бы, что уровень интеллекта у местных повыше обитателей других соцсетей (по сравнению с некоторыми — сильно заметно повыше), но… Не все понимают! :))
Но учитывая, что в чужой монастырь со своим уставом не ходят… Я просто поставлю себе еще одну зарубку на ветке «не шутить так на Хабре».
А алмаз вообще сжечь можно? Как то никогда не задумывался, а лишних алмазов для проверки нет.
youtu.be/1QbHRLpYc-0
Глава VIII. Углерод и углеводороды
«…В физическом же отношении различие весьма резко: самые плотные сорта угля имеют плотности не более 1,8, графит же около 2,3, алмаз 3,5, от. чего зависит множество других свойств, например, горючесть: чем легче удельно уголь, тем удобнее он сожигается; графит горит даже в кислороде весьма затруднительно; алмаз же горит только в кислороде и только при весьма сильном накаливании...»
Нагрев делался солнцем с помощью большой линзы.
Кстати странно что у костра/золы опознаются только линии натрия, ведь калия и кальция там вроде гораздо больше чем натрия.
Можно вообще взять любой фитиль и даже масло вместо парафина на несгораемом фитиле: эффект тот же.
CH3COOH + 2О2 = 2H2О + 2СО2
Горение муравьиной кислоты
2HCOOH +O2=2CO2+2H2O
А вот оксикислоты (яблочная, молочная) ворде бы не горят?
Если я правильно помню курс по экспериментальной части, в современной экспериментальной схеме должна быть контрольная группа, чтобы учесть влияние побочной переменной и не получить артефактные выводы. Но материал неплох, заставил задуматься!
Кстати, если бы за цвет костра отвечал только натрий, оттенков бы не было, так как мы бы видели чистый спектральный цвет.
Так вроде ж это и без эксперимента понятно должно быть, особенно если про спектр излучения серого/черного тела помнить/знать, где желтый цвет соответствует температуре где-то ~2000 К.
Иначе вызывает сомнение достоверность всего эксперимента с разделением спектральных линий 589.0 нм и 589.6 нм.
Посмотрим на фото спектра под названием «максимальная мощность инфракрасного излучения ...». Весь видимый спектр на фото занимает 80 мм, а линия оранжевая (предположительно
589 нм, натрия) имеет ширину 1 мм. Если весь видимый на фото спектр — это 320 нм, то 1 мм — это 320/80=4 нм. Т е это как минимум в 10 раз больше, чем заявленное разрешение в 0.3 нм.
Не возражаю относительно вывода, что на цвет пламени микроскопическое содержание натрия по сравнению с содержанием углерода в дровах не влияет.
Удивился, что это еще и пытаются исследовать.
Т.е. либо непрерывный спектр, но не чёрного тела, либо температура выше? Кто знает?
Если бы всё было бы так просто, то и споров бы за источник жёлтого цвета не было бы.
А если уж сделали спектрометр, то почему бы спектр не нарисовать? Сравнить с чёрным телом, да и не получить психофизиологические RGB, с линиями натрия и без них?
Интегральная температура по чёрному телу одна, а цвет гораздо, гораздо, желтее, чем должен быть у чёрного тела этой температуры.
Вспомнилась такая штука как калильная сетка в лампе, которая даёт ослепительно белый свет от пламени керосинки.
Ах да, забыл сказать автору спасибо, статья — огонь!
Для температуры «свободного» горения дров 800..900℃, максимум излучения чёрного тела 2,5..2,7 мкм, и поэтому частицы сажи, как написано, размера ~100 нм, не могут являться чёрным телом (для большей части спектра они слишком маленькие сами по себе, и не образуют значимую оптическую толщу в совокупности).
И по этой, и по ряду иных причин (эмиссионные лини, полосы), спектр пламени в видимом диапазоне весьма и весьма отличается от спектра чёрного тела.
Поэтому и обидно, что, вроде как, «спектрометр» есть, а спектра излучения пламени, достаточно интересного спектра, увы, нет.
Owing to the carbon particles being smaller than the wavelength of light, their emissivity increases to shorter wavelengths, so that the intensity distribution in the continuum differs somewhat from that of a black body at the flame temperature; the colour temperature of such a flame tends to be rather higher than the true gas temperature (оттуда же).
Кандолюминесценции как таковой там вроде бы взяться неоткуда, но что-то подобное описано вот здесь. У авторов получилось, что испускательная способность частиц графита имеет максимум ~95% от испускательной способности черного тела при размере 200 нм, а при уменьшении или увеличении размера — падает, причем в разы. Это значит, что теплоотдача у них будет меньше, а температура выше, чем если бы они находились в равновесии с окружением.
Я, наверное, мог бы придумать причину, по которой пирометры и тепловизоры показывают температуру ниже действительной, но раз вы говорите, что термопары показывают то же самое, не буду.
Спектрометр из фотоаппарата с трехцветной матрицей с неизвестной спектральной характеристикой — это так себе прибор, лучше не надо. Автор построил спектроскоп или спектрограф.
если поддуть кислорода, то дрова сгорят синим пламенемВ этих делах, чёрт ногу сломит. С другой стороны, если суметь обеспечить полное сгорание без избытка воздуха, то температура будет ого-го, но в бытовых печках, каминах и кострах, говорят, типичный избыток воздуха в результате естественной тяги при горении обычных дров — порядка трёх, поэтому и температура порядка 800..900℃.
Это значит, что теплоотдача у них будет меньше, а температура выше, чем если бы они находились в равновесии с окружением.Как бы, примерно 1/3 тепловой энергии образуется от сгорания летучих газов, 2/3 от сгорания углей, от дожигания сажи копейки.
На мой непросвещённый взгляд, топка открытая, так что о равновесии говорить не приходится. А «наночастицы» сажи промежуточный этап одного из путей лучистого охлаждения газов, думаю, они немного холоднее окружающих газов в зависимости от эффективности их теплового излучения.
Я, наверное, мог бы придумать причину, по которой пирометры и тепловизоры показывают температуру ниже действительной, но раз вы говорите, что термопары показывают то же самое, не буду.Ну, честно говоря, это средние измерения, которые примерно соответствуют средним теоретическим оценкам печников. Но, теоретически, в отдельных языках пламени, грубо говоря, условный избыток «холодного» воздуха, может оказаться меньше средних «3», а температура выше средних «800..900℃».
Спектрометр из фотоаппарата с трехцветной матрицей с неизвестной спектральной характеристикой — это так себе прибор, лучше не надо. Автор построил спектроскоп или спектрограф.Во-первых, автор назвал его «качественный спектрометр» («самодельный спектрометр»).
Во-вторых, ну, да, надо добыть кривые чувствительности матрицы, скажем, любители астрономии даже их откалибровали для многих камер со сменными объективами. Надо откалибровать оптический тракт в целом. И, конечно же, получится что-то типа «пол-палец-потолок» плюс минус лапоть.
Но, в-третих же, интересно ж, почему же пламя жёлтое. Причин и правдоподобных механизмов в этой каше можно много насчитать, но вот вклад каждого из них в фактическое отличие спектра излучения от спектра чёрного тела как ещё оценить? Вряд ли ж, кто-то озаботится профессиональный спектрометр направлять в костры, камины и бытовые печки.
Там же были и инфракрасные спектры пламени сосны и берёзы по сравнению с приборным АЧТ-45/100/1100 при установленной температуре, равной максимальной температуре по термопарам. Как бы, получается максимальная температура древесного пламени явно поменьше <1200K (или <900℃).
И такой инфракрасный спектр намекает, что в оптике, пламя будет заметно желтее (а может и голубее) АЧТ соответствующей температуры, но не раскрывает за счёт чего именно.
На мой непросвещённый взгляд, ограничений не видно, да и на практике, например, газовая плита светит голубым светом, что, в некотором смысле, явно выше АЧТ температуры пламени.
Возможно, вопрос терминологии и/или масштаба.
если излучение не тепловой природы
Вот это мне непонятно. Что Вы имеет ввиду под «не тепловой природы». Берём, скажем, газовую конфорку:
Как бы, понятно, что это ни разу не АЧТ. АЧТ такого цвета — 10000К.
Ну и при размерах частиц ~100 нм тоже, как-то странно ожидать связи спектра излучения пламени со спектром АЧТ. Если у нас длина луча зрения в пламени не многие метры, а десятки сантиметров для костра и сантиметры для газовой комфорки.
Чугунная сковорода в костре разрушается. Не скажу за плавление, но под собственным весом на куски разламывается точно. (Сковородку было жалко, говорил ведь, что не стоит жир в костре до упора отжигать)
Потому что пламя, не содержащее избытка углерода, а только газообразные оксид углерода и водяной пар, не светится. Природный газ например в избытке кислорода, угарный газ, спирт светятся голубым и очень плохо. Парафин, ацетилен, тяжелые углеводороды, те же газы, но при дефиците воздуха светятся желтым и ярко. И рассеивают свет, т.е. частицы значительно крупнее молекул. Ну и если сунуть палец в светящуюся часть свечи, он будет в саже
С другой стороны что будет если в естественно светящееся пламя ввести холодный предмет? Сажа не нем. Вот оно. Углерод и светится.
Сажа не нем. Вот оно. Углерод и светится.
Если статья берётся искать истину и развенчивать мифы, то не стоило, наверное, отбрасывая всё остальное, ограничиваться двумя крайними версиям. «Вот оно» — это не доказательство. Ваши доводы не позволяют убедиться что:
1) сажа изначально присутствует в пламени, а не возникает в результате восстановления из углекислого газа вокруг внесённого в пламя холодного предмета;
2) источник света сажа, а не газы (даже если сажа в пламени присутствует)
Но если есть сомнения, можно посветить спичкой на коробку гуаши или акварели.
Во! Еще лучший совет.
А вот со спектром свечения углей, плюс минус лапоть, более менее понятно — почти чёрное тело.
У раскалённых горящих углей, даже без учёта языков пламени, конечно, свои заморочки, так что не всё так однозначно.
То есть неспроста предки долгими зимними вечерами пряли/вышивали при лучинах, а не унылых светодиодах с гордым CRI>70 с их синим пиком и сплошными провалами.
Казалось уже что тут сидят одни только переводчики статей с эльфийского и маркетологи, которые лоббируют интересы компаний.
Автору благодарность за его первую и интересную статью.
Есть диаграмма, функции цветового соответствия стандартного колориметрического наблюдателя, определённые комитетом CIE в 1931 году на диапазоне длин волн от 380 до 780 нм (с 5 нм интервалом), которая показывает чувствительность трех колбочек к спектру.
Отчетливо видно, что мы способны отличить желтый цвет из-за близости чувствительности рецепторов красного и зеленого, так же видно, почему мы отличаем фиолетовый цвет — красные рецепторы имеют всплеск чувствительности в синем диапазоне:
А не, викистатья по ссылке утверждает, что взаимодействие идёт только в электрическом разряде. Возможно, те читанные мной когда-то научно-популярные источники, на которых я основывал свое утверждение, несколько неточны в этом вопросе.
Но все же самое впечатляющее — реакция с инертными газами.
Про натриевые лампы высокого давления никто не вспомнил :)
На вашу статью сослались, интересная, спасибо.
Вот только резанули глаз измышлизмы по поводу трихроматического зрения людей. Зачем вводить людей в заблуждение?
• огонь люди стали использовать никак не раньше, чем 400тыс лет назад, а то позже. Источник - антрополог С. Дробышевский
• археологи не занимаются этими вопросами
• люди - не единственные из приматов, кто обладает трихроматичемким зрением
• и в вашем же источнике: "Когда 45–30 миллионов лет назад происходила завершающая стадия спектральной настройки S1 человека, появились пигменты, чувствительные к средней и длинной длине волны (MWS/LWS), и путем межбелкового эпистаза установилось так называемое трихроматическое цветовое зрение."
Спектральный анализ пламени костра. Что делает огонь желтым – наночастицы углерода или соли натрия?