§9. Излучение
Излучение — это способ переноса энергии посредством электромагнитных волн, который не требует присутствия вещества. Благодаря этому Солнце передаёт тепло Земле, хотя пространство между ними в основном пустое.
Любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, излучает энергию. Когда тело излучает, его внутренняя энергия уменьшается; когда поглощает — увеличивается. Интенсивность излучения возрастает с повышением температуры: чем горячее тело, тем больше энергии оно испускает.
Эксперименты показывают, что чёрные поверхности наиболее эффективно поглощают и излучают тепловые волны. Светлые и блестящие поверхности отражают больше энергии и нагреваются слабее. Поэтому корпуса метеозондов покрывают серебристым слоем, чтобы уменьшить нагрев от солнечного света.
Излучение играет значительную роль в природных процессах и в технике. Солнечная энергия проходит через стёкла парника, нагревает землю, а тепло, излучаемое почвой, практически не выходит наружу — стекло задерживает его, создавая парниковый эффект. Похожим образом работает атмосфера Земли: водяной пар и углекислый газ удерживают часть теплового излучения, помогая сохранять климат. Но избыток этих газов усиливает эффект и приводит к глобальному потеплению.
В реальных условиях излучение действует совместно с теплопроводностью и конвекцией. Пример — термос: его зеркальные стенки уменьшают потери излучением, вакуум между стенками препятствует теплопроводности, а пробка блокирует конвекционные потоки. Благодаря этому внутри термоса долго сохраняется нужная температура.