/ / Abszolút fekete test és sugárzása

Teljesen fekete test és sugárzása

Egy abszolút fekete testet ilyennek hívnak, merthogy elnyeli az összes ráeső sugárzást (vagy inkább bele), a látható spektrumban és azon túl. De ha a test nem melegszik fel, akkor az energia visszakerül. Ez a fekete test által kibocsátott sugárzás különösen érdekes. A tulajdonságainak első tanulmányozása már a modell megjelenése előtt megtörtént.

A 19. század elején John Leslie kísérleteket végzettkülönféle anyagokkal. Mint kiderült, a fekete korom nemcsak az összes látható fényt elnyeli. Az infravörös tartományban sokkal erősebben bocsát ki, mint más, könnyebb anyagok. A termikus sugárzás volt, amely több tulajdonságban különbözik az összes többi típustól. Egy abszolút fekete test sugárzása egyensúlyi, homogén, energiaátvitel nélkül fordul elő, és csak a testhőmérséklettől függ.

teljesen fekete test
A tárgy elég magas hőmérséklete esetén a hőkibocsátás láthatóvá válik, majd bármely test, beleértve az abszolút fekete színét is, színét kapja.

Egy ilyen egyedi tárgy, amely kibocsátcsak egy bizonyos energiafajta nem képes elvonni a figyelmet. Mivel a termikus sugárzásról beszélünk, az első képleteket és elméleteket arról, hogy a spektrumnak miként kell kinéznie, a termodinamika keretében javasoltuk. A klasszikus termodinamika meg tudta határozni, hogy a maximális sugárzásnak milyen hullámhosszon kell lennie egy adott hőmérsékleten, milyen irányba és mennyi mértékben mozog a fűtés és hűtés során. Ugyanakkor nem lehetett előre megjósolni, hogy az energia eloszlása ​​a fekete test spektrumában milyen hullámhosszon és különösen az ultraibolya tartományban van.

fekete test sugárzása

A klasszikus termodinamika fogalma szerintaz energia bármilyen részben sugárzható, beleértve az önkényesen kicsi részeit is. De ahhoz, hogy egy abszolút fekete test rövid hullámhosszon képes kibocsátódni, annak részecskéinek néhány energiájának nagyon nagynak kell lennie, és az ultrahang rövid hullámok régiójában a végtelenségig megy. A valóságban ez lehetetlen, a végtelenség megjelent az egyenletekben, és ultraibolya katasztrófának hívták. Csak Planck elmélete, hogy az energia diszkrét részekben - kvantákban - is kibocsátható, segített megoldani a nehézséget. A mai termodinamikai egyenletek a kvantumfizika egyenleteinek különleges esetei.

energiaeloszlás a fekete test spektrumában

Eredetileg egy teljesen fekete testet képviseltmint egy keskeny nyílás. A külső sugárzás bejut egy ilyen üregbe, és a falak abszorbeálják. Ebben az esetben a barlang bejáratától, a kút lyukjától, a napsütéses napon egy sötét szobába történő ablaktól stb. Származó sugárzási spektrum hasonló a sugárzás spektrumához, amelyet egy abszolút fekete testnek kellett volna lennie. De a Világegyetem és a csillagok, beleértve a Napot, emlékezetes sugárzásának spektrumai egybeesnek vele.

Nyugodtan mondhatjuk, hogy annál inkábbegy különféle energiájú részecskék egy adott tárgya, annál inkább a sugárzása hasonlít a fekete testre. Az energiaeloszlási görbe egy fekete test spektrumában tükrözi ezen részecskék rendszerének statisztikai szabályszerűségét, azzal az egyetlen korrekcióval, hogy az interakciók során átadott energia diszkrét.