Cubo di Leslie
Il cubo di Leslie è un dispositivo utilizzato per misurare o dimostrare le variazioni della radiazione termica emessa da superfici diverse alla stessa temperatura.
Fu ideato nel 1804 da John Leslie (1766-1832), matematico e fisico scozzese.[1] Nella versione dell'esperimento descritto da John Tyndall alla fine dell'800,[2] uno dei lati verticali del cubo è rivestito da uno strato d'oro, un altro d'argento, un terzo di rame, mentre il quarto lato è rivestito da una vernice a base di colla di pesce. Il cubo è costituito da un blocco pieno di metallo con una cavità centrale. Nel suo funzionamento, la cavità è riempita con acqua calda; l'intero cubo ha essenzialmente la stessa temperatura dell'acqua. Il rivelatore termico (a destra nella figura) mostra un'emissione dal lato con la vernice molto maggiore che da uno qualsiasi degli altri tre lati.
In termini contemporanei, le "emissività" dei metalli lucidi sono basse. La colla di pesce, ha un'emissività molto superiore a quella dei metalli. Il cubo di Leslie è ancora in uso per dimostrare e misurare le variazioni di emissività dei diversi materiali.[3] Nella figura, le false immagini a colori ("termografie") di un cubo a circa 55 °C sono state scattate con una macchina fotografica ad infrarossi; le fotografie in bianco e nero sono state scattate con una normale macchina fotografica. La faccia nera del cubo è altamente emissiva, come indica il colore rossastro del termografo. La faccia levigata a specchio del cubo di alluminio emette una debole radiazione termica, come indicato dal colore blu. Il riflesso della mano dello sperimentatore è verde, che corrisponde ad una superficie ad alta emissività vicino alla temperatura corporea (37 °C). Le fotografie mostrano anche che la superficie dipinta di bianco è emissiva quasi quanto una superficie nera.
Una versione moderna del cubo di Leslie fa parte della struttura di un piccolo satellite conosciuto come FUNcube-1 e catalogato come sonda olandese. Lanciato nel novembre 2013, dimostra l'assorbimento e l'emissione di radiazione solare nello spazio mentre il satellite orbita in piena luce solare, eclissi e ruota attorno ai suoi tre assi.[4]
Note
modifica- ^ Robitaille, P., Blackbody Radiation and the Carbon Particle, in Progress in Physics, vol. 3, 2008, pp. 36–55.
- ^ John Tyndall, Heat a Mode of Motion, 6ª ed., D. Appleton, 1915.
- ^ Michael Vollmer e Klaus-Peter Möllmann, Infrared Thermal Imaging: Fundamentals, Research and Applications, John Wiley & Sons, 2011, pp. 36–38, ISBN 978-3-527-64155-0.
- ^ Welcome to the FUNcube website, su funcube.org.uk. URL consultato il 20 luglio 2014.
Bibliografia
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- John William Draper, Textbook on chemistry, New York, Harper and Brothers, 1861, p. 68. John William Draper, Textbook on chemistry, New York, Harper and Brothers, 1861, p. 68. John William Draper, Textbook on chemistry, New York, Harper and Brothers, 1861, p. 68. Nel 1856, Draper descrisse il dispositivo come una nave cubica di ottone posta su un gambo verticale girevole. A poca distanza c'è la lampadina annerita di un termometro differenziale. Uno specchio riflette i raggi infrarossi del cubo sul bulbo. Uno dei lati del cubo è lasciato con una superficie chiara, un altro con una mano di vernice, il terzo con due e il quarto con tre mani. Si è riscontrato che più calore è sfuggito all'aumentare del numero di mani. Negli esperimenti di Melloni, si è constatato che il tasso massimo di radiazione era a 16 mani.
- Leslie, John, An Experimental Inquiry into the Nature and Propagation of Heat, Edinburgh, J. Mawman, 1804.
- Leslie, John, A Short Account of Experiments and Instruments, Depending on the Relations of Air to Heat and Moisture, Edinburgh, William Blackwood, 1813.
- Olson, Richard, A Note on Leslie's Cube in the Study of Radiant Heat, in Annals of Science, vol. 25, September 1969, pp. 203–208, DOI:10.1080/00033796900200111.
- Poynting, John Henry e Thomson, Joseph John, A Textbook of Physics, London, Charles Griffin and Company, 1906, pp. 230–231.
