Bloco de vidro inteligente infravermelho quando o calor está ligado
“A tendência atual para usar vidro extensivamente na construção representa um dilema para os arquitetos,” diz Ivan Parkin, que desenvolveu o novo vidro com o colega Troy Manning no University College London. “Eles tingem o vidro, o que reduz o benefício da luz natural ou das contas de ar condicionado pesadas?”
Por que a radiação infravermelha não viaja pelo vidro
Frequência mais baixa deve ter mais facilidade passar pelo vidro do que a da luz visível.
No entanto, controles remotos para dispositivos eletrônicos não funcionam quando o vidro está no caminho.
Então, você desce ainda mais para o espectro para o meu roteador sem fio e não tem nenhum problema em passar por vidro ou até madeira.
O que há de tão especial na frequência do infravermelho que até o vidro o impede?
Respostas e respostas
O vidro foi projetado para permitir que a luz visível passe por ela, e muitas vezes também é projetado especificamente para bloquear outras partes do espectro para eficiência. Eu não acho que haja algo especial na luz IR. Não é suficiente dizer que, porque um tipo de luz tem uma frequência mais baixa do que outro, passará por um objeto. Se a radiação EM passa por um objeto ou não é baseado na composição do objeto e na frequência exata da luz.
Uma leitura rápida dessas duas fontes:
me leva a pensar que seu roteador é muito mais poderoso. Parece que os efeitos estão mais relacionados ao poder do que relacionados à frequência, mas é melhor você verificar isso para ter certeza.
Último editado por um moderador: 4 de maio de 2017
Regulamentos governamentais sobre as classificações de estrelas energéticas um pouco frustrou meus esforços para comprar as janelas de substituição mais eficientes para minha casa. Há um longo tópico sobre isso em algum lugar aqui. Mas você pode achar esse boato interessante:
Para fazer vidro baixo, certas propriedades, como o teor de ferro, podem ser controladas. Além disso, alguns tipos de vidro têm emissividade naturalmente baixa, como borossilicato ou pyrex). Revestimentos especialmente projetados, geralmente baseados em óxidos metálicos, são aplicados a uma ou mais superfícies de vidro isolado. Esses revestimentos refletem a energia infravermelha radiante, tendendo a manter o calor radiante do mesmo lado do vidro do qual se originou, enquanto deixava passar a luz visível. Isso geralmente resulta em janelas mais eficientes, porque o calor radiante originário de ambientes internos no inverno é refletido de volta, enquanto a radiação de calor infravermelho do sol durante o verão é refletida, mantendo -o mais frio dentro.
Então, de fato, alguns materiais bloqueiam o IR, em contraste com sua hipótese.
Última edição: 6 de junho de 2010
A maneira como eu entendo é a seguinte:
Em um potencial, para cada ciclo a amplitude é reduzida, maior frequência significa mais ciclos por segundo, o que significa que a amplitude é reduzida mais rapidamente. Isso leva para as equações para mesmo um fóton em QM, onde a energia do fóton HF é menor que o potencial, como vidro ou madeira.
A função de onda é do formulário:
e E é negativo, o que dá a um gaussiano que cai mais rápido com maior energia cinética ou frequência do fóton. Se você calcular o valor de expectativa da posição usando essa função fora do vidro, você descobrirá que é muito maior para fótons de frequência mais baixa.
Há uma razão pela qual os roteadores são 2.4GHz e não 200GHz.
Eu acho que eles fizeram algumas coisas estranhas com o vidro doméstico, precisam colocar minhas mãos em um vidro natural.
Última edição: 6 de junho de 2010
Frequência mais baixa deve ter mais facilidade passar pelo vidro do que a da luz visível.
Sim, você está correto.
O vidro que é transparente à luz visível é geralmente mais transparente para a luz quase infravermelha. No caso de um controle remoto de IR, não deve haver problema, a menos que haja algumas impurezas muito específicas no vidro ou algum tipo de revestimento anti -reflexão.
Um exemplo instrutivo disso é fibra óptica de vidro de sílica que (quando quase puro) tem um comprimento de onda de baixa perda de cerca de 1550 nm, outra janela local a 1310 nm e é mais transparente a 800 nm do que em comprimentos de onda visíveis. O fato de que os comprimentos de onda típicos para comunicações ópticas em fibra de sílica são 800 nm, 1310 nm e 1550 nm (e não um comprimento de onda visível) é uma indicação clara de que você está correto.
Normalmente, a dispersão de Rayleigh (com uma 4ª dependência do comprimento de onda de potência) diminui à medida que o comprimento de onda aumenta, a absorção molecular do material aumentará à medida que o comprimento de onda aumenta. O resultado é um baixo comprimento de onda baixo (normalmente) em algum lugar na região de IR.
No entanto, controles remotos para dispositivos eletrônicos não funcionam quando o vidro está no caminho.
Não está claro para mim por que você conseguiu este resultado. Acabei de fazer um experimento rápido usando meu controle remoto de TV através de uma garrafa de leite de vidro que é muito grossa. O controle remoto funcionou perfeitamente.
O que há de tão especial na frequência do infravermelho que até o vidro o impede?
Novamente, seu pensamento original estava correto e não está claro para mim por que seu experimento não conseguiu transmitir o IR. Deve ser absorção de impurezas na matriz de vidro ou um revestimento anti -reflexão na superfície do vidro.
Última edição: 6 de junho de 2010
Eu teria que fazer os cálculos, mas é possível que o infravermelho estava simplesmente sendo refletido e, portanto, a luz que atingiu o receptor era muito fraca para ser detectada? Tente fazer o experimento em diferentes ângulos e veja se você consegue fazer com que ele passasse.
Última edição: 6 de junho de 2010
Bloco de vidro inteligente infravermelho quando o calor está ligado
“A tendência atual para usar vidro extensivamente na construção representa um dilema para os arquitetos,” diz Ivan Parkin, que desenvolveu o novo vidro com o colega Troy Manning no University College London. “Eles tingem o vidro, o que reduz o benefício da luz natural ou das contas de ar condicionado pesadas?”
Por que a radiação infravermelha não viaja pelo vidro
Frequência mais baixa deve ter mais facilidade passar pelo vidro do que a da luz visível.
No entanto, controles remotos para dispositivos eletrônicos não funcionam quando o vidro está no caminho.
Então você desce ainda mais para o espectro para o meu roteador sem fio e não tem nenhum problema em passar por vidro ou até madeira.
O que há de tão especial na frequência do infravermelho que até o vidro o impede?
Respostas e respostas
O vidro foi projetado para permitir que a luz visível passe por ela, e muitas vezes também é projetado especificamente para bloquear outras partes do espectro para eficiência. Eu não acho que haja algo especial na luz IR. Não é suficiente dizer que, porque um tipo de luz tem uma frequência mais baixa do que outro, passará por um objeto. Se a radiação EM passa por um objeto ou não é baseado na composição do objeto e na frequência exata da luz.
Uma leitura rápida dessas duas fontes:
me leva a pensar que seu roteador é muito mais poderoso. Parece que os efeitos estão mais relacionados ao poder do que a frequência, mas é melhor você verificar isso para ter certeza.
Último editado por um moderador: 4 de maio de 2017
Regulamentos de Govrnment sobre as classificações de estrelas energéticas um pouco frustrou meus esforços na compra de janelas de substituição mais eficientes para minha casa..Há um longo tópico sobre isso em algum lugar aqui..Mas você pode achar esse boato interessante:
Para fazer vidro baixo, certas propriedades, como o teor de ferro, podem ser controladas. Além disso, alguns tipos de vidro têm emissividade naturalmente baixa, como borossilicato ou pyrex). Revestimentos especialmente projetados, geralmente baseados em óxidos metálicos, são aplicados a uma ou mais superfícies de vidro isolado. Esses revestimentos refletem a energia infravermelha radiante, tendendo a manter o calor radiante do mesmo lado do vidro do qual se originou, enquanto deixava passar a luz visível. Isso geralmente resulta em janelas mais eficientes, porque o calor radiante originário de ambientes internos no inverno é refletido de volta, enquanto a radiação de calor infravermelho do sol durante o verão é refletida, mantendo -o mais frio dentro.
Então, de fato, alguns materiais bloqueiam o IR. em contraste com sua hipótese.
(Acabei de ver o post de Vandegg que apareceu enquanto eu estava digitando e concordo com os comentários dele.)
Última edição: 6 de junho de 2010
LostConjugate
A maneira como eu entendo é a seguinte:
Em um potencial, para cada ciclo a amplitude é reduzida, maior frequência significa mais ciclos por segundo, o que significa que a amplitude é reduzida mais rapidamente. Isso leva para as equações para mesmo um fóton em QM, onde a energia do fóton HF é menor que o potencial, como vidro ou madeira.
A função de onda é da forma
e E é negativo, o que dá a um guassiano que cai mais rápido com maior energia cinética ou frequência do fóton. Se você calcular o valor de expectativa da posição usando essa função fora do vidro, você descobrirá que é muito maior para fótons de frequência mais baixa.
Há uma razão pela qual os roteadores são 2.4GHz e não 200GHz.
Eu acho que eles fizeram algumas coisas estranhas com o vidro doméstico, precisam colocar minhas mãos em um vidro natural
Última edição: 6 de junho de 2010
Frequência mais baixa deve ter mais facilidade passar pelo vidro do que a da luz visível.
Sim, você está correto.
O vidro que é transparente à luz visível é geralmente mais transparente para a luz quase infravermelha. No caso de um controle remoto de IR, não deve haver problema, a menos que haja algumas impurezas muito específicas no vidro, ou algum tipo de revestimento anti -reflexão.
Um exemplo instrutivo disso é a fibra óptica de vidro de sílica que (quando quase pura) tem um comprimento de onda de baixa perda de cerca de 1550 nm, outra janela local a 1310 nm e é mais transparente a 800 nm do que em comprimentos de onda visíveis. O fato de que os comprimentos de onda típicos para comunicações ópticas em fibra de sílica são 800 nm, 1310 nm e 1550 nm (e não um comprimento de onda visível) é uma indicação clara de que você está correto.
Normalmente, a dispersão de Rayleigh (com uma 4ª dependência do comprimento de onda de potência) diminui à medida que o comprimento de onda aumenta, a absorção molecular do material aumentará à medida que o comprimento de onda aumenta. O resultado é um baixo comprimento de onda baixo (normalmente) em algum lugar na região de IR.
No entanto, os controles remotos para dispositivos eletrônicos não funcionam quando o vidro está no caminho.
Não está claro para mim por que você conseguiu este resultado. Acabei de fazer um experimento rápido usando meu controle remoto de TV através de uma garrafa de leite de vidro que é muito grossa. O controle remoto funcionou perfeitamente.
O que há de tão especial na frequência do infravermelho que até o vidro o impede?
Novamente, seu pensamento original estava correto e não está claro para mim por que seu experimento não conseguiu transmitir o IR. Deve ser absorção de impurezas na matriz de vidro, ou um revestimento anti -reflexão na superfície do vidro.
Última edição: 6 de junho de 2010
Eu teria que fazer os cálculos, mas é possível que o infravermelho estava simplesmente sendo refletido e, portanto, a luz que atingiu o recebimento era muito fraca para ser detectada? Tente fazer o experimento em diferentes ângulos e veja se você consegue fazer com que ele passasse.
LostConjugate
Não está claro para mim por que você conseguiu este resultado. Acabei de fazer um experimento rápido usando meu controle remoto de TV através de uma garrafa de leite de vidro que é muito grossa. O controle remoto funcionou perfeitamente.
Novamente, seu pensamento original estava correto e não está claro para mim por que seu experimento não conseguiu transmitir o IR. Deve ser absorção de impurezas na matriz de vidro, ou um revestimento anti -reflexão na superfície do vidro.
Bem, tem sido assim para mim desde que eu era criança. Tudo começou com este armário estéreo que meu pai tinha que tinha uma porta de vidro, e sempre tivemos que abrir a porta de vidro para usar os controles remotos para cada dispositivo que ele tinha nela. Eu tentaria colocar o controle remoto até a porta de vidro e nunca funcionou. Ele é um mecânico de carros e explicou bem os carros, mas ficou confuso com esse caso estéreo e não conseguia entender por que ele foi fabricado com uma porta de vidro.
Atualmente, tenho uma mesa de vidro que às vezes esqueço e tento usar dispositivos que estão sob ele e tenho que apontar o controle remoto ao redor. A mesa de vidro está em frente ao meu suporte de monitor e alguns dispositivos estão no estande, para que estejam embaixo da mesa.
Os abridores de portas de garagem também usam IR?
Eu não tenho que rolar pela janela e enfiar minha mão.
Hmmmm. O vidro em carros normalmente tem muito crud neles também.
LostConjugate
Eu teria que fazer os cálculos, mas é possível que o infravermelho estava simplesmente sendo refletido e, portanto, a luz que atingiu o recebimento era muito fraca para ser detectada? Tente fazer o experimento em diferentes ângulos e veja se você consegue fazer com que ele passasse.
Apenas 4% se refletem de transições de ar para vidro. Isso não poderia ser suficiente para evitar a detecção.
LostConjugate
Os abridores de portas de garagem também usam IR?
Eu não tenho que rolar pela janela e enfiar minha mão.
Hmmmm. O vidro em carros normalmente tem muito crud neles também.
Eu nunca vi uma lâmpada em um abridor de porta de garagem, não acho que eles usem IR, eles devem usar uma frequência mais baixa.
Confirmado: 300-400 MHz
Última edição: 6 de junho de 2010
Eu nunca vi uma lâmpada em um abridor de porta de garagem, não acho que eles usem IR, eles devem usar uma frequência mais baixa.
Confirmado: 300-400 MHz
sim, de fato. Mais perto da faixa de rádio/TV. Eu aprendi algo. Obrigado.
Apenas 4% se refletem de transições de ar para vidro. Isso não poderia ser suficiente para evitar a detecção.
Apenas curioso onde você recebe este número? Depende do ângulo, do índice de refração do vidro e do comprimento de onda da luz. Você não pode dizer que é claro 4%.
LostConjugate
Apenas curioso onde você recebe este número? Depende do ângulo, do índice de refração do vidro e do comprimento de onda da luz. Você não pode dizer que é claro 4%.
Eu acho em um ângulo de 0 grau. Que eu tentei.
Sim, você está correto.
O vidro que é transparente à luz visível é geralmente mais transparente para a luz quase infravermelha. No caso de um controle remoto de IR, não deve haver problema, a menos que haja algumas impurezas muito específicas no vidro, ou algum tipo de revestimento anti -reflexão.
Um exemplo instrutivo disso é a fibra óptica de vidro de sílica que (quando quase pura) tem um comprimento de onda de baixa perda de cerca de 1550 nm, outra janela local a 1310 nm e é mais transparente a 800 nm do que em comprimentos de onda visíveis. O fato de que os comprimentos de onda típicos para comunicações ópticas em fibra de sílica são 800 nm, 1310 nm e 1550 nm (e não um comprimento de onda visível) é uma indicação clara de que você está correto.
Normalmente, a dispersão de Rayleigh (com uma 4ª dependência do comprimento de onda de potência) diminui à medida que o comprimento de onda aumenta, a absorção molecular do material aumentará à medida que o comprimento de onda aumenta. O resultado é um baixo comprimento de onda baixo (normalmente) em algum lugar na região de IR.
Não está claro para mim por que você conseguiu este resultado. Acabei de fazer um experimento rápido usando meu controle remoto de TV através de uma garrafa de leite de vidro que é muito grossa. O controle remoto funcionou perfeitamente.
Novamente, seu pensamento original estava correto e não está claro para mim por que seu experimento não conseguiu transmitir o IR. Deve ser absorção de impurezas na matriz de vidro, ou um revestimento anti -reflexão na superfície do vidro.
Conforme declarado anteriormente no thread, o vidro foi projetado para bloquear a radiação IR. Esta é, entre outras coisas, para impedir que o calor escape de sua casa no inverno. Todo material tem uma faixa característica específica de radiação eletromagnética à qual é transparente em algum grau. Os materiais podem ser feitos para absorver ou refletir certos comprimentos de onda discretos de luz, independentemente da intensidade e, também declarados anteriormente, a idéia de que essas frequências maiores são mais penetrantes do que as mais curtas não é universalmente verdadeira.
Conselheiro de Ciências
Auxiliar de casa
O fato de que os comprimentos de onda típicos para comunicações ópticas em fibra de sílica são 800 nm, 1310 nm e 1550 nm (e não um comprimento de onda visível) é uma indicação clara de que você está correto.
Essas bandas são por causa da absorção de água, elas são as janelas atmosféricas onde a água não absorve o infravermelho.
Você pode fazer fibra ‘seca’ com conteúdo OH extremamente baixo, mas é muito mais trabalho.
É claro que isso simplesmente substitui o porquê de que o vidro absorve a pergunta de infravermelho por que a água absorve ir!
Essas bandas são por causa da absorção de água, elas são as janelas atmosféricas onde a água não absorve o infravermelho.
Você pode fazer fibra ‘seca’ com conteúdo OH extremamente baixo, mas é muito mais trabalho.
É claro que isso simplesmente substitui o porquê de que o vidro absorve a pergunta de infravermelho por que a água absorve ir!
Bem, as janelas do comprimento de onda de transmissão são o efeito combinado de diminuir a dispersão de Rayleigh com o comprimento de onda, o aumento da absorção de vidro com o comprimento de onda e o pico de absorção de OH em torno de 1400 nm.
Portanto, seu comentário é relevante, é claro, e a água (a banda de absorção OH em particular) pode ser uma das impurezas que ajudam a bloquear o IR no vidro. Ainda assim, a impureza da água não pode fazer com que um plano fino de vidro seja completamente opaco para um LED de 800 nm em um controle remoto infravermelho. Eu acho que você precisaria de um pico de absorção para estar muito mais próximo do comprimento de onda do LED para bloquear completamente o sinal em uma distância tão curta. Considere que até a água pura passará parte do sinal de 800 nm, mesmo que a melhor transmissão para a água esteja no alcance do comprimento de onda azul.
Vandegg disse:
Conforme declarado anteriormente no thread, o vidro foi projetado para bloquear a radiação IR. Esta é, entre outras coisas, para impedir que o calor escape de sua casa no inverno. Todo material tem uma faixa característica específica de radiação eletromagnética à qual é transparente em algum grau. Os materiais podem ser feitos para absorver ou refletir certos comprimentos de onda discretos de luz, independentemente da intensidade e, também declarados anteriormente, a idéia de que essas frequências maiores são mais penetrantes do que as mais curtas não é universalmente verdadeira.
Não discordo do que você está dizendo aqui, mas não tenho certeza se você fez um bom caso de que esta é a explicação para um controle remoto de IR não passando por uma janela típica. Considere que um LED de 800 nm está em um comprimento de onda ao lado da faixa de comprimento de onda visível. Você conhece uma impureza que pode ser adicionada ao vidro que bloqueará a banda IR de competição, incluindo 800 nm e ainda fornece um painel de janela transparente cristalina no intervalo visível? Não estou dizendo que você está errado, mas você precisaria fornecer mais informações se essa explicação for aceita.
Essas bandas são por causa da absorção de água, elas são as janelas atmosféricas onde a água não absorve o infravermelho.
Você pode fazer fibra ‘seca’ com conteúdo OH extremamente baixo, mas é muito mais trabalho.
É claro que isso simplesmente substitui o porquê de que o vidro absorve a pergunta de infravermelho por que a água absorve ir!
Pelo que entendi, há alguma interação entre átomos ou moléculas e fótons de certas energias. Quando a luz atinge um átomo, todos os fótons que correspondem à energia específica do átomo é absorvida, e o restante viaja pelo assunto. O átomo que absorveu a luz fica excitado e os elétrons se movem, e eventualmente a energia é relançada como algo mais.
É assim que a espectroscopia de massa e tudo isso funciona. Linhas espectrais aparecem na frequência onde a luz é absorvida. Não conheço nenhuma matemática específica que descreva esse fenômeno, mas seria legal saber se houve.
Não discordo do que você está dizendo aqui, mas não tenho certeza se você fez um bom caso de que esta é a explicação para um controle remoto de IR não passando por uma janela típica. Considere que um LED de 800 nm está em um comprimento de onda ao lado da faixa de comprimento de onda visível. Você conhece uma impureza que pode ser adicionada ao vidro que bloqueará a banda IR de competição, incluindo 800 nm e ainda fornece um painel de janela transparente cristalina no intervalo visível? Não estou dizendo que você está errado, mas você precisaria fornecer mais informações se essa explicação for aceita.
Sim, eu realmente tenho analisado isso e parece que você está certo sobre isso. O vidro foi projetado para bloquear a extremidade inferior do espectro de infravermelho onde o calor é. Na verdade, eu li que o vidro geralmente não bloqueia comprimentos de onda remotos IR, então não tenho mais informações para fornecer.
LostConjugate
Uma pesquisa no Google mostra pessoas que tiveram sucesso com alguns dispositivos [atrás de armários de vidro] e não outros. Sem explicações.
Conselheiro de Ciências
Frequência mais baixa deve ter mais facilidade passar pelo vidro do que a da luz visível.
Isso é factualmente falso e não há razão teórica para acreditar que. Quem te deu essa ideia?
LostConjugate
Isso é factualmente falso e não há razão teórica para acreditar que. Quem te deu essa ideia?
Expliquei que, se houver um potencial que a amplitude diminua por ciclo, maior frequência significa mais ciclos, aprendi na classe E&M.
É por isso que os roteadores, telefones, etc. são uma frequência tão baixa e passam por paredes, madeiras, etc. Onde a luz visível não. Raios-X passam por objetos, danificando-os, porque o momento é tão alto.
Pegue um telefone celular, uma luz flash e uma máquina de raio-X e coloque-os em uma caixa de papelão. O único que você não verá é a luz do flash, e o telefone celular tem muito menos potência do que uma lanterna.
Por isso, estamos dizendo que os raios de infravermelho são absorvidos pelo vidro e não foram reemitidos, talvez a energia deles não seja específica o suficiente para que, quando seja absorvida pelos elétrons, pois o calor não pode ser reemitido porque a diferença de elétrons orbital não acomoda
O comprimento de onda dos raios de infravermelho, e talvez as ondas de rádio possam passar porque seus comprimentos de onda demoram muito para realmente interagir com os átomos, mas acho que o rádio às vezes não pode passar pelo metal, o metal cria uma gaiola de faraday . Não tenho certeza, embora isso possa estar errado . Mas quero dizer que a luz visível não pode passar pelo carbono, mas pode passar pelo diamante, então talvez tenha algo a ver com as ligações entre os átomos e a configuração de elétrons.
Frequência mais baixa deve ter mais facilidade passar pelo vidro do que a da luz visível.
Conforme declarado anteriormente no thread, o vidro foi projetado para bloquear a radiação IR.
Tenho algumas dúvidas sobre essas declarações e não tenho tempo para verificar agora. O segundo estoamento certamente não se aplica a vidro típico de janela tradicional de painel único nem eu esperaria vidro ionorizado, como o em prateleiras ou armários. Certamente se aplica a vidro baixo de vidro [janelas de vidro estrela da energia] e provavelmente “colorido” de vidro de automóvel.
Eu também me perguntei como essa discussão pode se relacionar com a fibra óptica. Aqui estão algumas explicações que podem ser do interesse dos participantes nesta discussão:
Conselheiro de Ciências
Membro de Ouro
Expliquei que, se houver um potencial que a amplitude diminua por ciclo, maior frequência significa mais ciclos, aprendi na classe E&M.
É por isso que os roteadores, telefones, etc. são uma frequência tão baixa e passam por paredes, madeiras, etc. Onde a luz visível não. Raios-X passam por objetos, danificando-os, porque o momento é tão alto.
Pegue um telefone celular, uma luz flash e uma máquina de raio-X e coloque-os em uma caixa de papelão. O único que você não verá é a luz do flash, e o telefone celular tem muito menos potência do que uma lanterna.
Isso pressupõe que a condutividade efetiva da substância é independente da frequência. No entanto, por Kramers-Kronig, sabemos que qualquer meio de perdas deve ser dispersivo (e vice-versa, causalidade estúpida). Escusado será dizer que todo meio tem algum tipo de perda e, portanto, você deve esperar que todos os meios na vida real exibam algum grau de dispersão. Como tal, você não pode usar o comportamento do meio em uma largura de banda finita como uma indicação de seu comportamento sobre outra largura de banda. Again, this can also be seen as a consequence of Kramers-Kronig whereby we see that we need to know the, I will be loose with my choice of words here, “loss information” (imaginary part of permittivity) over all frequencies to characterize the “dispersion” (real part of permittivity) over all frequencies (this is due to the fact that the real and imaginary parts are related by Hilbert transforms I believe).
O espectro de absorção da água é um bom exemplo, pois outros mencionaram anteriormente. Você descobrirá que a transmissão é muito boa sobre as regiões visíveis, mas sofre com outras larguras de banda, o infravermelho entre elas.
Eu também sustentaria que os raios-X não passam por objetos, danificando-os. O processo prejudicial evita decididamente que os raios X transmitam, pois causam absorção e dispersão da onda. É apenas mais ou menos uma propriedade geral que a radiação de alta frequência interage cada vez menos com a matéria. A física para radiação eletromagnética de baixa frequência, digamos que a baixa terahertz e abaixo, é diferente da das frequências mais altas, uma vez que as frequências mais baixas podem ser explicadas muito bem por meio de eletromagnética clássica, enquanto a extremidade mais alta requer a teoria quântica de campo em alguma extensão para descrever satisfatoriamente a física.
Bloco de vidro inteligente infravermelho quando o calor está ligado
O vidro que bloqueia o calor, mas não leve quando uma sala começa a ficar excessivamente quente, foi desenvolvida por cientistas do Reino Unido.
Na maioria das temperaturas da sala, o vidro permite que a luz visível e o infravermelho passe através. Mas acima de 29 ° C, uma substância que o revestimento do vidro passa por uma mudança química, fazendo com que ele bloqueie a luz infravermelha. Isso impedirá que a sala superaqueça o sol brilhante ou se as temperaturas do lado de fora começarem a voar.
Outras soluções, como vidro colorido, não respondem às condições de mudança. Além de reduzir a luz que entra em uma sala, o vidro colorido mantém um quarto fresco, mesmo quando um pouco do sol’S calor seria bem -vindo.
Os pesquisadores por trás da nova tecnologia de vidro acreditam que poderia mudar a maneira como os arquitetos projetam grandes edifícios.
“A tendência atual para usar vidro extensivamente na construção representa um dilema para os arquitetos,” diz Ivan Parkin, que desenvolveu o novo vidro com o colega Troy Manning no University College London. “Eles tingem o vidro, o que reduz o benefício da luz natural ou das contas de ar condicionado pesadas?”
Temperatura de transição
O vidro é revestido com o dióxido de vanádio químico. Este material transmite comprimentos de onda visíveis e infravermelhos de luz e normalmente sofre uma mudança a cerca de 70 ° C.
Acima dessa temperatura de transição, os elétrons no material alteram seu arranjo. Isso o transforma de um semicondutor em um metal e faz com que ele bloqueie a luz infravermelha. Parkin e Manning baixaram a temperatura de transição para 29 ° C dopando o material com o tungstênio de metal.
Eles também encontraram uma maneira de incorporar a deposição do revestimento em um processo convencional de fabricação de vidro. Isso deve torná -lo relativamente barato para produtos em massa, eles afirmam, com uma versão comercial do vidro pronta dentro de três anos.
No entanto, vários problemas ainda precisam ser superados. Em primeiro lugar, a substância não é fixada permanentemente no vidro. Além disso, o revestimento em si atualmente tem uma forte tonalidade amarela.
Mas Manning acredita que deve ser possível superar esses problemas. “Você pode adicionar outra substância, como o dióxido de titânio, para consertá -lo no vidro,” ele disse Novo cientista. “E você poderia usar um corante que cancelaria o amarelo.”
Referência do diário: Jornal de Química de Materiais Doi: 10.1039/B403576N
Por que o vidro absorve a luz infravermelha?
I was under the impression that glass was transparent to light with a wavelength above ultraviolet, but when playing with my latest toy, an infrared thermometer which brought up a question I asked here before, expecting to be able to measure temperature via a mirror, I found that it would essentially just give me room temperature (or mirror temperature), at most slightly more, while via a piece of shiny metal I was able to measure the temperature of the object of interest (at most slightly less). Se fosse o caso de que a maioria da radiação infravermelha foi transmitida ou refletida, acho que seria capaz de medir a temperatura do objeto, então suspeito que a maioria da radiação de calor foi absorvida. Por que isso acontece enquanto não acontece pela luz visível? Eu acho que para altas frequências níveis de energia eletrônica estão disponíveis para absorver luz e que sua indisponibilidade de luz na faixa visível fez o vidro transparente. Por que para níveis de energia infravermelha estão disponíveis (mecânica?) que aparentemente não estão disponíveis para uma luz visível de maior energia?
- luz visível
- Experiência em casa
- radiação infra-vermelha
A luz infravermelha pode passar por vidro?
Parece haver alguma controvérsia, principalmente por leypesons, sobre se a luz infravermelha pode passar pelo vidro. A resposta correta é, “Depende!” A radiação infravermelha abrange uma ampla região de comprimentos de onda. Na extremidade mais curta do comprimento de onda, perto de vermelho visível, o comportamento da luz infravermelha não é tão diferente da luz visível, exceto, é claro, os humanos não podem vê -la. Esta radiação, chamada de infravermelho próximo, passa pelo vidro. Uma maneira melhor de ver é dizer que não é absorvido pelo vidro. Isto’A energia s é muito grande para excitar átomos em moléculas para estados vibracionais mais altos. Se você possui um fogão elétrico, experimentará essa luz pouco antes das bobinas começarem a brilhar um vermelho opaco. Se você duvidar que esteja lá, coloque sua mão perto de uma bobina. Sua pele, na verdade “vê” esta luz.
A banda do meio de comprimentos de onda, geralmente chamada de infravermelho térmico, A luz infravermelha é produzida pela matéria em torno da temperatura ambiente. É esse bando de infravermelho que causa átomos nas moléculas agitar, e átomos agitados geram calor. Esta radiação é fortemente absorvida pela matéria e não passa pelo vidro. É também a radiação absorvida por CO2. Portanto, qualquer demonstração que tenta mostrar que uma jarra de vidro cheia de CO2 aquecerá mais rápido e a uma temperatura mais alta do que um frasco cheio de ar, iluminando o infravermelho em ambos os frascos. Oh, os gases em ambos os potes vão aquecer. Se você esquentar qualquer recipiente, vidro ou não, qualquer gás dentro do recipiente também esquentará.
No outro extremo do espectro infravermelho, o infravermelho distante, a luz é significativamente menor em energia, aproximando -se da de microondas e ondas de rádio. Esse tipo de radiação geralmente é produzido por substâncias mais frias. É uma radiação de aquecimento mais controlável e é o tipo usado em aquecedores de infravermelho e saunas.
Como lembrete final, a radiação infravermelha é uma forma de luz, não calor. O calor é transferido por colisões moleculares e é relativamente lento. A radiação infravermelha se move na velocidade da luz e é rápida. Associamos a luz infravermelha ao calor somente quando ela interage com a matéria e excita modos vibracionais de movimento de átomos em moléculas. Para que isso aconteça, um modo vibracional deve configurar um campo elétrico oscilante na molécula que possa se unir ao componente de campo elétrico da onda infravermelha. Enquanto os átomos de nitrogênio em N2 vibram, eles não conseguem criar um campo elétrico oscilante. Consequentemente, N2 não é infravermelho ativo. O monóxido de carbono, CO, é uma molécula polar e, portanto, estabelecerá um campo elétrico oscilante quando a ligação de carbono-oxigênio se esticar. É infravermelho ativo.
Admitindo luz visível, rejeitando o calor infravermelho
Data: 25 de agosto de 2016 Fonte: A Agência para Ciência, Tecnologia e Pesquisa (A*Star) Resumo: A transparência do vidro para a luz visível o torna a maneira mais comum de deixar a luz em um edifício. Mas porque o vidro também é transparente à radiação do infravermelho próximo-as janelas também deixam entrar no calor, dando origem ao conhecido efeito de estufa. Um revestimento que bloqueia 90 % do calor da luz solar pode ser usado para desenvolver janelas inteligentes, dizem os cientistas. Compartilhar:
anúncio
HISTÓRIA COMPLETA
Ajustando a composição química das nanopartículas, pesquisadores da Agência de Ciência, Tecnologia e Pesquisa (A*Star) desenvolveram um revestimento promissor para fabricar janelas inteligentes adequadas para países tropicais. Essas janelas blocam quase todo o calor infravermelho dos raios solares, enquanto admitia a maior parte da luz visível.
A transparência do vidro para a luz visível o torna a maneira mais comum de deixar a luz entrar em um edifício. Mas porque o vidro também é transparente à radiação do infravermelho próximo-as janelas também deixam entrar no calor, dando origem ao conhecido efeito de estufa. Embora esse aquecimento seja bem -vindo em climas mais frios, significa que o ar condicionado precisa trabalhar mais para manter uma temperatura confortável em climas tropicais.
Desenvolver janelas inteligentes que permitem a maior parte da luz do sol, ao mesmo tempo em que bloqueia a radiação do infravermelho próximo, cortaria os custos de energia e reduzia as emissões de carbono.
“Em Cingapura tropical, onde o ar condicionado é o maior componente dos requisitos de energia de um edifício, mesmo uma pequena redução na ingestão de calor pode se traduzir em economias significativas”, observa Hui Huang do Instituto A*Star Cingapura de Manufatura e Tecnologia.
Huang e seus colegas de trabalho desenvolveram essas janelas com vidro de revestimento com nanopartículas de óxido de lata dopadas com pequenas quantidades do elemento antimônio. Ao variar a concentração de antimônios das nanopartículas, eles poderiam otimizar sua capacidade de absorver a radiação do infravermelho próximo.
“Nosso revestimento de blindagem por infravermelho, com nanopartículas de óxido de estanho com 10 nanômetros dopados com antimônios, bloqueiam mais de 90 % da radiação do infravermelho próximo, enquanto transmitem mais de 80 % da luz visível”, diz Huang. “Esses números são muito melhores do que os de revestimentos obtidos usando nanopowders comerciais dopados com lata dopados com antimônios. Em particular, o desempenho de blindagem por infravermelho de nossos pequenos nanocristais de óxido de lata dopados com antimônios é o dobro do de pós de óxido de lata do dopado de antimônia maior dopado.”
A equipe produziu as pequenas nanopartículas usando uma técnica de síntese conhecida como método solvotérmico, no qual os precursores são aquecidos sob pressão em um vaso especial, chamado de autoclave autoclave. O método solvotérmico permite a síntese a temperaturas relativamente baixas. Ele também permite que o tamanho das nanopartículas seja rigidamente controlado, o que é importante ao tentar bloquear alguns comprimentos de onda de luz enquanto permitem que outros passem por.
O trabalho já atraiu o interesse da indústria. “Uma empresa de vidro local que apoia este projeto está interessada em licenciar esta tecnologia de janela inteligente com escudo infravermelho”, diz Huang. Potencialmente, as técnicas de revestimento podem ser aplicadas no local às janelas existentes, ele adiciona.
Os pesquisadores A*afiliados a estrelas que contribuem para esta pesquisa são do Instituto de Manufatura e Tecnologia de Cingapura. Para mais informações sobre a pesquisa da equipe, visite a página da Web do Surface Technology Group.
