Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 11:08 • sest 15:33 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 09:59 • Sest 13:45 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 05:11 • Síðdegis: 17:22 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 11:25 • Síðdegis: 23:31 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Jarðvísindi
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: fræðileg

Hvað er hægt að segja um liti í kjarna og í möttli jarðar?

Sigurður Steinþórsson og Þorsteinn Vilhjálmsson

Efnið inni í jörðinni er svokallaður svarthlutur í skilningi eðlisfræðinnar, en það merkir ekki að hluturinn sé endilega svartur á að líta, heldur að hann geislar ekki frá sér tilteknum litum eða bylgjulengdum ljóss óháð ástandi sínu; geislun frá honum og þar með liturinn fer alfarið eftir hita. Við getum hugsað okkur að við tökum sýni inni í jörðinni og kippum því með einhverjum hætti til okkar snögglega þannig að það kólni ekki verulega á leiðinni. Hitinn í jörðinni er þannig að sýni úr ytri lögum yrði rautt en sýni úr innsta kjarna jarðar yrði hvítleit eða gul.

Þegar ljós eða önnur rafsegulgeislun fellur á hlut, endurvarpar hann sumum bylgjulengdum en drekkur aðrar í sig og geislar síðan orkunni frá þeim til baka með annarri bylgjulengd. „Hvítur hlutur“ endurvarpar mestum hluta ljóssins. „Rauður hlutur“ endurvarpar bylgjulengdum sem svara til rauða ljóssins en drekkur aðrar bylgjulengdir í sig. Þannig ræðst litur hluta við venjulegt hitastig af því hvaða bylgjulengdir efnið drekkur í sig og hverjum það endurvarpar.

Hlutur sem drekkur í sig alla rafsegulgeislun en sendir í staðinn frá sér jafnmikla orku sem svokallaða varmageislun eða hitageislun er kallaður svarthlutur eða algeislari í eðlisfræði. Geislun frá slíkum hlut við stofuhita hefur miklu meiri bylgjulengd en ljós og því sjáum við enga geislun frá honum og köllum hann svartan í daglegu tali. Þegar hluturinn hitnar styttist bylgjulengdin hins vegar og að því kemur að rautt ljós í henni nægir til að við sjáum hlutinn sem rauðan og köllum hann þá rauðglóandi. „Svarthluturinn“ er þá ekki lengur svartur! Við meiri hitun styttist bylgjulengdin enn og hluturinn verður hvítglóandi. Síðan verður hann bláleitur og má til dæmis sjá svo heit fyrirbæri á stjörnuhimninum.

Lögmálið sem segir til um hvernig bylgjulengd styttist með vaxandi hita er kennt við þýska eðlisfræðinginn Wien (1864-1928). Geislunin frá svarthlut er í hámarki við tiltekna bylgjulengd. Lögmál Wiens segir að margfeldi þessarar bylgjulengdar og hitans í kelvínum sé fasti. Eins og fyrr sagði er hitageislun við lágan hita ósýnileg mannlegu auga, nefnilega innrauð, en eins og allir þekkja fer efni að glóa þegar það er hitað upp og verður rauðglóandi við 600-700°C eða 900-1000 K. Það stafar af því að bylgjulengd varmageislunarinnar frá hlutnum hefur styst -- hún er nú orðin rauð í staðinn fyrir innrauða áður. Við hærri hita verður hluturinn hvítglóandi og loks bláleitur eins og áður er sagt, en þá er hitinn um það bil 12.000 K.

Hitastig í jörðinni eykst með dýpi -- undir Íslandi er hitinn sennilega um 1300°C á 30 km dýpi og 2000-2500°C á 1000 km dýpi. Sýni yrðu rauð í báðum þessum tilvikum. Við mörk jarðmöttuls og -kjarna á tæplega 3000 km dýpi hækkar hitinn úr 3250 í 5000 gráður. Sýni á þessu hitabili eru ýmist rauðleit, appelsínugul eða gul eftir hitanum. Í miðju jarðar er hitinn um 7000°C (allar þessar tölur með 500-1000°C óvissu). Sýni frá þessu dýpi yrðu gul eða hvítleit.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Höfundar

Sigurður Steinþórsson

Sigurður Steinþórsson

prófessor emeritus

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

19.6.2000

Spyrjandi

Borghildur Óskarsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Sigurður Steinþórsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvað er hægt að segja um liti í kjarna og í möttli jarðar? “ Vísindavefurinn, 19. júní 2000. Sótt 11. desember 2023. http://visindavefur.is/svar.php?id=534.

Sigurður Steinþórsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. (2000, 19. júní). Hvað er hægt að segja um liti í kjarna og í möttli jarðar? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=534

Sigurður Steinþórsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvað er hægt að segja um liti í kjarna og í möttli jarðar? “ Vísindavefurinn. 19. jún. 2000. Vefsíða. 11. des. 2023. <http://visindavefur.is/svar.php?id=534>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er hægt að segja um liti í kjarna og í möttli jarðar?
Efnið inni í jörðinni er svokallaður svarthlutur í skilningi eðlisfræðinnar, en það merkir ekki að hluturinn sé endilega svartur á að líta, heldur að hann geislar ekki frá sér tilteknum litum eða bylgjulengdum ljóss óháð ástandi sínu; geislun frá honum og þar með liturinn fer alfarið eftir hita. Við getum hugsað okkur að við tökum sýni inni í jörðinni og kippum því með einhverjum hætti til okkar snögglega þannig að það kólni ekki verulega á leiðinni. Hitinn í jörðinni er þannig að sýni úr ytri lögum yrði rautt en sýni úr innsta kjarna jarðar yrði hvítleit eða gul.

Þegar ljós eða önnur rafsegulgeislun fellur á hlut, endurvarpar hann sumum bylgjulengdum en drekkur aðrar í sig og geislar síðan orkunni frá þeim til baka með annarri bylgjulengd. „Hvítur hlutur“ endurvarpar mestum hluta ljóssins. „Rauður hlutur“ endurvarpar bylgjulengdum sem svara til rauða ljóssins en drekkur aðrar bylgjulengdir í sig. Þannig ræðst litur hluta við venjulegt hitastig af því hvaða bylgjulengdir efnið drekkur í sig og hverjum það endurvarpar.

Hlutur sem drekkur í sig alla rafsegulgeislun en sendir í staðinn frá sér jafnmikla orku sem svokallaða varmageislun eða hitageislun er kallaður svarthlutur eða algeislari í eðlisfræði. Geislun frá slíkum hlut við stofuhita hefur miklu meiri bylgjulengd en ljós og því sjáum við enga geislun frá honum og köllum hann svartan í daglegu tali. Þegar hluturinn hitnar styttist bylgjulengdin hins vegar og að því kemur að rautt ljós í henni nægir til að við sjáum hlutinn sem rauðan og köllum hann þá rauðglóandi. „Svarthluturinn“ er þá ekki lengur svartur! Við meiri hitun styttist bylgjulengdin enn og hluturinn verður hvítglóandi. Síðan verður hann bláleitur og má til dæmis sjá svo heit fyrirbæri á stjörnuhimninum.

Lögmálið sem segir til um hvernig bylgjulengd styttist með vaxandi hita er kennt við þýska eðlisfræðinginn Wien (1864-1928). Geislunin frá svarthlut er í hámarki við tiltekna bylgjulengd. Lögmál Wiens segir að margfeldi þessarar bylgjulengdar og hitans í kelvínum sé fasti. Eins og fyrr sagði er hitageislun við lágan hita ósýnileg mannlegu auga, nefnilega innrauð, en eins og allir þekkja fer efni að glóa þegar það er hitað upp og verður rauðglóandi við 600-700°C eða 900-1000 K. Það stafar af því að bylgjulengd varmageislunarinnar frá hlutnum hefur styst -- hún er nú orðin rauð í staðinn fyrir innrauða áður. Við hærri hita verður hluturinn hvítglóandi og loks bláleitur eins og áður er sagt, en þá er hitinn um það bil 12.000 K.

Hitastig í jörðinni eykst með dýpi -- undir Íslandi er hitinn sennilega um 1300°C á 30 km dýpi og 2000-2500°C á 1000 km dýpi. Sýni yrðu rauð í báðum þessum tilvikum. Við mörk jarðmöttuls og -kjarna á tæplega 3000 km dýpi hækkar hitinn úr 3250 í 5000 gráður. Sýni á þessu hitabili eru ýmist rauðleit, appelsínugul eða gul eftir hitanum. Í miðju jarðar er hitinn um 7000°C (allar þessar tölur með 500-1000°C óvissu). Sýni frá þessu dýpi yrðu gul eða hvítleit.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:...