?איך מצליח מדחום למדוד את הטמפ‘ (למשל באוזן ) כל כך מהר, ולמה לילות בלי עננים כל כך קרים
מאת: יונתן שנהב
יום חמישי 29 מרץ 2007
?למה חקלאים פוחדים מלילות ללא עננים? וכיצד מצליח מדחום למדוד טמפ‘ של 39 מעלות בעשר שניות

משוואת ניוטון קובעת שכמות החום שעוברת בהסעה (אחת משלוש הדרכים להעברת חום) תלויה ביחס ישר להפרש הטמפרטורות.מכיוון שזהו הפרש אלגברי, ניתן להציב את הטמפ‘ במעלות צלסיוס או קלווין (סולם קלווין מציין את הטמפ‘ המוחלטת של הגוף). כאשר אנו עומדים בחוץ הגוף שלנו מאבד חום רק בהסעה. הרוח הקרה נושבת על העור ונושאת איתה את חום גופנו. ההולכה לא קיימת, מכיוון שאוויר הוא מוליך חום גרוע. אולם תיאור זה אינו משקף נכונה את המציאות. קיים מנגנון העברת חום שלישי והוא הקרינה. כאשר אנו נמצאים בעיר גדולה כמו תל אביב, אשר בנייניה מקיפים אותנו, אנו נחשפים פחות להסעה מכיוון שהמכשולים מקשים על הרוח לזרום בקיץ. בנוסף אנו סופגים כמות גדולה של חום בקרינה. מנגנון הקרינה לרוב אינו בולט, מכיוון שלרוב הגופים המקיפים אותנו נמצאים בטמפ‘ דומות. המשוואות של מעבר החום בקרינה משתמשות בטמפ‘ המוחלטת של הגוף ובמעלה רביעית! כלומר אם הגוף שלנו מקרין קרינה בטמפ‘ של 37 צלסיוס שהם 310 קלווין (273+37) והבניין מולנו לוהט בטמפ‘ של 323 מעלות קלווין (50 צלסיוס) אזי במשוואת החלפת החום ביננו לבין הבניין תתבצע הפעולה של חיסור טמפ‘ במעלה רביעית . במקום הפרש של 13 עבור ההסעה התוצאה תהיה 1650. כלומר עבור אותו שטח הקרינה תהיה מאד משמעותית לעומת ההסעה. נחזור לשאלה המקורית עבור לילות קרים. כאמור אנו מחליפים קרינה עם כל דבר שאנו רואים. אם הוא חם מאיתנו הוא יקרין עלינו יותר מאשר אנו עליו, ולהפך. כאשר יש עננים אנו מחליפים איתם קרינה, כאשר הטמפ‘ בגובה זה היא בערך מינוס 10 מעלות עבור גבהים בינוניים. כאשר אין עננים אנו מחליפים קרינה עם היקום החיצוני, והוא כידוע בטמפ‘ האפס המוחלט (273- צלסיוס). כלומר בחישוב הקרינה שאנו מעניקים לשמיים לא יהיה איבר של טמפ‘ שמיים כי הוא יהיה אפס טמפ‘ קלווין. אם הוא אפס אין מה שיקזז את הפליטה שאנו מוסרים לשמיים, והאנרגיה האובדת תכלול רק את הטמפ‘ גוף שלנו במעלה הרביעית. חקלאים בלילות כאלו ייטיבו אם יכסו את הגידולים.
ההסבר לפעילות המהירה של מדחומים היא שהמדחום משתמש בקרינה שאנו פולטים לאבחן את הטמפרטורה שלנו. כל גוף, לא משנה מהו ומה הטמפ‘ שלו, פולט קרינה. אם הגוף חם יותר הקרינה שלו תהיה אנרגתית יותר ובתדר גבוה יותר. אנו כבני אדם פולטים קרינה בתחום האינפרא אדום, מה שמקל לדוגמא על זיהוי גופים אנושיים בלילה. מכשירים הקולטים קרינה מסוג זה רואים את הגופים לפי החום שלהם - צהוב ולבן עבור חם, וכחול עבור קר יותר. השמש שלנו צהובה מפני שהיא רותחת. כל כך רותחת שהיא פולטת קרינה בתחום הנגלה, ואף למעלה מזה (אולטרא סגול). דרך אגב, הטענה שלא ניתן להשתזף בתוך האוטו עם חלונות זכוכית מוגפים שגויה. ניתן, רק יותר לאט. תדרים בתחום 350 עד 400 ננומטר עדיין עוברים ללא הפרעה. בחזרה לשאלה, המדחום מבחין בתדירות הקרינה אותה אנו פולטים וקובע בדיוק ובמהירות את החום של גופנו.