/ / Absolūti melns ķermenis un tā starojums

Absolūti melns ķermenis un tā starojums

Absolūti melns ķermenis tiek saukts par šāduka tas absorbē visu starojumu, kas uz tā (vai drīzāk, tajā) izstaro gan redzamā spektrā, gan ārpus tā. Bet, ja organisms nesasilst, enerģija tiek atkārtoti izstarota atpakaļ. Īpaši interesants ir šis starojums, ko izstaro pilnīgi melns ķermenis. Pirmais mēģinājums pētīt tā īpašības tika veikts pirms paša modeļa parādīšanās.

19. gadsimta sākumā Džons Leslijs veica eksperimentusar dažādām vielām. Kā izrādījās, melnā kvēle ne tikai absorbē visu uz tā redzamo redzamo gaismu. Tas izstaro infrasarkanajā diapazonā ir daudz spēcīgāks par citām, vieglākām vielām. Tas bija termiskais starojums, kas atšķiras no visām pārējām sugām ar vairākām īpašībām. Absolūti melna ķermeņa starojums ir līdzsvars, vienveidīgs, notiek bez enerģijas pārnešanas un ir atkarīgs tikai no ķermeņa temperatūras.

pilnīgi melns ķermenis
Pie pietiekami augstā temperatūrā termiskais starojums objekta ir redzams un ja kāds ķermenis ieskaitot blackbody iegūst krāsu.

Šāds unikāls objekts, kas izstarotikai noteikta veida enerģija, nevarēja palīdzēt, bet piesaistīja uzmanību. Tā kā mēs runājam par siltuma starojumu, termodinamika ierosināja pirmās formulas un teorijas par to, kā spektram būtu jāizskatās. Klasiskā termodinamika spēja noteikt, kādā viļņa garumā radiācijas maksimums būtu jānorāda noteiktā temperatūrā, kādā virzienā un cik daudz tas mainīsies, kad sildīs un atdzesē. Tomēr nebija iespējams paredzēt, kāds ir enerģijas sadalījums absolūti melna korpusa spektrā visos viļņu garumos un jo īpaši ultravioletā starojuma diapazonā.

melna ķermeņa starojums

Saskaņā ar klasiskās termodinamikas idejām,enerģiju var izstarot ar jebkuru porciju, tai skaitā pēc iespējas mazāka. Bet, lai absolūti melna ķermeņa izstarotu īsos viļņu garumos, dažu tās daļiņu enerģijai jābūt ļoti lielai, un ultrumtraucēju viļņu zonā tā nonāks uz bezgalību. Patiesībā tas nav iespējams, vienādojumos parādījās bezgalība un sauca par ultravioleto katastrofu. Tikai Planka teorija, ka enerģiju var izstarot atsevišķās porcijās - kvantos, palīdzēja atrisināt grūtības. Šodienas termodinamikas vienādojumi ir kvantu fizikas vienādojumu īpašie gadījumi.

enerģijas sadalījums melnā ķermeņa spektrā

Sākotnēji attēlots pilnīgi melns ķermenistāpat kā dobumā ar šauru caurumu. Radiance no ārpuses nonāk šādā dobumā un to absorbē sienas. Tādā gadījumā radiācijas spektram, kas pilnīgi melnai ķermenim vajadzētu būt, ir līdzīgs alumīnija ieejas radiācijas spektram, urbumam urbumā, logiem līdz tumšai telpai saulainā dienā utt. Bet visvairāk ar viņu sakrīt Visuma un zvaigznes, tai skaitā Saules, kosmiskā fona starojuma spektri.

Tas ir droši teikt, ka vairākjo īpaši daļiņu ar dažādu enerģiju objekts, jo spēcīgāka radiācijas spēja līdzinās melnkūnim. Enerģijas sadales līkne absolūti melnā ķermeņa spektrā atspoguļo šo daļiņu sistēmas statistiskos modeļus, vienīgais grozījums, ka mijiedarbības laikā nodotā ​​enerģija ir diskrēta.