Als je een metaal verwarmt, wordt het heet en straalt het licht uit. De gloeilamp is op dit principe gebaseerd. Het bestaat uit een metalen basis, een glazen bolletje gevuld met gas, en daarin een metalen draadje. De temperatuur van zo'n draadje in een gloeilamp van 100 W kan oplopen tot meer dan 3300 °C. Je begrijpt dat niet alle metalen deze temperatuur aankunnen. Daarom word het metaal tungsten (wolfraam) gebruikt; de gloeilamp gaat zo vrij lang mee. In het bolletje zit een ander gas dan zuurstof, omdat anders het dunne gloeidraadje bij deze temperaturen snel zou corroderen (wat bij ijzer roesten heet) en dan snel doorbrandt, wat ook de levensduur van de lamp verlengt.

Voor meer informatie: http://nl.wikipedia.org/wiki/Gloeilamp Daar vind je ook informatie over andere typen lampen. Kijk bijvoorbeeld eens bij de spaarlamp: http://nl.wikipedia.org/wiki/Spaarlamp

Waarom straalt heet metaal licht uit?

dag Sjaak,

Niet alleen metalen, alles met een temperatuur hoger dan 0 K (-273 °C) zendt zogenoemde elektromagnetische straling uit. 

Rond de kern van elk atoom draait een wolk van elektronen, die allemaal een zeker energieniveau hebben. Geef zo'n elektron een opduvel, en je schopt hem  wel een niveautje (of meerdere niveaus) omhoog. Zo'n elektron zal dan even later naar zijn oude energieniveau terugvallen, en de energie die daarbij terug vrijkomt wordt uitgezonden in de vorm van fotonen, elektromagnetische straling. 


^{http://astro.sentvid.org}


Hoe hoger de temperatuur, hoe energetischer die straling. Bij lage temperaturen kan dat nog radio- of microgolfstraling zijn. Stoffen van rond 30°C , jouw lichaamstemperatuur bijvoorbeeld, geven al een heel duidelijk signaal in het nabij-infraroodgebied van dat elektromagnetische spectrum: 


(de kleuren op de IR-foto hebben niks te maken met infrarood, dat is een "vertaling" van een computer van waargenomen IR-intensiteit naar een kleurschaal om temperatuurverschillen mooi te kunnen zien)

Hoe warmer een stof, hoe harder de moleculen trillen, hoe heftiger de opduvels die ze elkaar geven, en dus ook hoe energetischer de elektromagnetische straling die terugvallende elektronen veroorzaken. Vanaf ongeveer 700°C komt die straling dan ook in het gebied waarvoor onze ogen gevoelig zijn: het zg "zichtbaar licht". Nog steeds elektromagnetische straling, alleen wat energetischer. Dat begint dus met heel erg donkerrrood, maar al met een paar honderd graden meer begint dat al gelig te gloeien,



en rond 2500 °C hebben we al zoveel regenboogkleuren in die uitgezonden straling dat het wittig begint te lijken: de gloeilamp. 
De zon, ruim 5 500 °C aan de buitenkant, zendt behalve die eerdere kleuren ook al grote hoeveelheden blauw en violet licht uit, waarmee de bovengrens van gevoeligheid van onze ogen wel zo'n beetje bereikt is. De regenboog is compleet, het mengsel van kleuren in dat zonlicht noemen onze hersenen "wit". Daarnaast zendt onze zon ook al grote hoeveelheden nòg energetischere straling uit, ultraviolet, dat wij ook al niet meer kunnen zien, en zelfs nog een beetje röntgen- en gammastralen. Nog hetere sterren bestaan, die zó heet zijn dat ze weinig rood meer uitzenden, maar des te meer blauw, (en ook des te meer UV etc.) en die we dus niet meer als wittig maar als duidelijk blauw zien. 

Groet, Jan

Jan,

Haartelijk dank voor je uitgebreide uitleg.
De eerste fundamentele aanname in dit model is dat de energie van een elektron toeneemt naarmate zijn afstand tot de kern, lees : straal van zijn orbit, toeneemt.
De tweede fundamentele aanname is: "Geef zo'n elektron een opduvel, en je schopt hem wel een niveautje (of meerdere niveaus) omhoog."
"Omhoog" betekent in dit model dus zowel verder weg van de kern, als 'naar een hoger energie-niveau'.
Als de eerste aanname "precies verkeerd" zou zijn, zou de tweede aanname niet veranderd hoeven te worden, maar dan betekent "omhoog" uitsluitend naar een hoger energie-niveau. En dus naar een orbit met een kleinere straal.
Volkomen tegen alle huidige inzichten in dus.
Ik heb mijn oorspronkelijke vraag gesteld omdat ik zeker weet* dat het energie-niveau van een orbiting elektron het hoogst is in de kleinst mogelijke orbit. Immers de kinetische energie is daar het hoogst. De potentiële enrgie speelt hierin geen rol, omdat de centriputale en centrifugale kracht die op een elekron wordt uitgeoefend bij een zuiver cirkelvormige baan elkaar, per definitie, precies opheffen.
Waar ik mee zat/zit was/is de relatie tussen de temperatuur van een materiaal en zijn (uit)straling. In mijn model vroeg/vraag ik mij af waarom worden elektronen naar een kleinere orbit gedwongen als de temperatuur van het materiaal toeneemt.
Maar voorshands kan ik het gebruik van de tegenwoordige-tijd-vorm weglaten dankzij jouw opmerking: "Geef zo'n elektron een opduvel, en je schopt hem wel een niveautje (of meerdere niveaus) omhoog."  Maar dan uitsluitend in energie-termen gesproken.
Achteraf gek dat ik dit niet zelf heb bedacht.
Maar nu zit ik met de vraag: waarom gaan atomen/moleculen heftiger trillen bij een hogere temperatuur?
Het antwoord is waarschijnlijk: een hoger trillingsniveau is representatief voor een hogere temperatuur. Het is eigenlijk hetzelfde.

Groet, Sjaak

*Ik kan je, als je daar prijs op zou stellen, het wis- en natuurkundige bewijs ervan geven middels een referentie.

meer warmte (energie) betekent toename van de energie van een elekton. Maar niet elke hoeveelheid kan volgens de quantum mechanica, alleen bepaalde hoeveelheden waardoor het elektron in een hogere baan terecht komt. 
Temperatuur is een maat voor de snelheid van deeltjes. Zo kan in een ijle atmosfeer heel hoog de temperatuur heel hoog zijn maar omdat er vrijwel geen deeltjes zijn (die wel snel bewegen) merk je van die hete laag niet veel.
Meer energie wordt door een atoom of molecuul alleen opgenomen als het daarmee een andere stabiele energietoestand kan bereiken. Moleculen zijn ingewikkelde samenstellingen die vele "vrijheidsgraden" hebben om die energie in de vorm van trilling langs een van de vele assen te realiseren. Maar de energie moet wel "passen" anders wordt het niet opgenomen.

Relatie tussen temperatuur (deeltjesbeweging) en weer uitstraling van opgenomen energie vind je door zoeken naar "zwart lichaam" Zo neemt de aarde zonlicht op (aarde warmt op) maar straalt evenveel energie weer uit - maar in een lager frequentiegebied. Zo warmt de aarde uiteindelijk niet op en blijft op voor ons leefbare temperaturen tussen 50 (opname) en -50 (uitstraling) graden. https://nl.m.wikipedia.org/wiki/Zwarte_straler

Theo,

Je gaat niet in op mijn opmerking: "Volkomen tegen alle huidige inzichten in dus."
Het meest essentiële onderdeel van mijn betoog

Dag Sjaak,

Je wordt niet hartelijk bedankt mij een hoop werk bezorgd te hebben door te vragen, als een tweedejaars middelbaar scholier, waarom hete metalen zichtbaar licht uitstralen. Met dat verhaaltje, dat jij helemaal niet nodig blijkt te hebben, ben ik gisteravond toch een kleine drie kwartier bezig geweest.

Een vraag over hogere of lagere energieniveaus en waarom welke kant op was beter op zijn plaats geweest. 

Jij bent ergens van overtuigd, en ik heb het gevoel dat mijn pogingen je van het tegendeel van jouw ideeën te overtuigen weinig gaan opleveren. Maar mogelijk wil je dat van anderen wél aannemen. Ik wil je daarom vragen je kwestie, en dan beter direct en zonder omwegen, aan de orde te stellen in het forum quantummechanica van Wetenschapsforum.nl  

Groet, Jan

volledig tegen alleen jouw inzichten in. Daar ga ik verder geen moeite in steken. Recent heeft dit forum te veel schrijfsels van mensen die het absolute inzicht hebben. Daar kan ik niet tegen op - ik zie ze tzt wel de nobelprijs ophalen. Of niet.

en "potentiële enrgie speelt hierin geen rol, omdat de centriputale en centrifugale kracht die op een elekron wordt uitgeoefend bij een zuiver cirkelvormige baan elkaar, per definitie, precies opheffen" geeft weer eens aan dat je niet beseft hier twee referentiestsyemen door elkaar te halen. zo kan alles wat recht is kromgepraat worden. Dit soort (on)bewuste misvattingen gaan we in dit forum niet oplossen.

Sorry Jan,

Ik kwam hier via Google terecht en had niet in de gaten dat deze site uitsluitend voor middelbare scholieren is bedoeld.
Maar vind je het nu niet vervelend dat je deze scholieren op het verkeerde been zet met een foutief atoom-model?

Theo,

Dus volgens jou hebben mensen met een van de standaard afwijkend inzicht het per definitie niet begrepen?
Ziet er kortzichtig uit.

Dat is niet het punt, het punt is dat jij een vraag stelt op een wijze dat je een ander een hoop werk bezorgt die vermeden had kunnen worden als je het doel van je vraag er even had bij vermeld.

Dat zijn jouw woorden, zowel dat verkeerde been als dat foutieve model. Ga met je inzichten naar het forum quantummechanica van Wetenschapsforum.nl en kaart de kwestie daar aan. Zullen we zien wat daar uit rolt.

Groet, Jan

Er is niets foutiefs aan. Wat je dient te weten is dat straling tot het eind van de 19e eeuw als een continu verschijnsel werd opgevat, maar dat dit bij het onderzoek naar het gedrag van zogenaamde zwarte stralers tot problemen leidde. De Duitse natuurkundige Max Planck stelde toen de hypothese op dat straling geen continu, maar een discreet karakter had, en dat straling uit afzonderlijke energiepakketjes (kwanta) was opgebouwd. Met behulp hiervan wist Planck de correcte formule voor de straling van een ideaal zwart lichaam op te stellen. In 1913 stelde Niels Bohr, uitgaande van Plancks quantumhypothese, een atoommodel op dat de spectraallijnen van het waterstofatoom kon verklaren door uit te gaan van het idee dat een elektron in een atoom slechts een beperkt aantal energieniveaus kan hebben. Als dit atoommodel inderdaad foutief was geweest zou het waarschijnlijk niet in staat zijn geweest de spectraallijnen van waterstof adequaat weer te geven.