Τι είναι η ακτινοβολία Blackbody;

Η ακτινοβολία μαύρου σώματος είναι η θερμική ακτινοβολία που εκπέμπεται από, αντί να αντανακλάται από ένα αντικείμενο.Φυσικά, η ακτινοβολία μαύρου σώματος αναμιγνύεται πάντα με ανακλώμενη ακτινοβολία, επειδή όλα τα αντικείμενα του πραγματικού κόσμου αντικατοπτρίζουν μερικά από τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που λαμβάνουν.Παρ 'όλα αυτά, ένα υποθετικό μαύρο σώμα θα εκπέμπει ακτινοβολία εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία του.Τα καυτά μαύρα σώματα θα εκπέμπουν ουσιαστικά στο ορατό φάσμα του φωτός και, ως εκ τούτου, θα ήταν ορατά στους ανθρώπους.Τα δροσερά μαύρα σώματα θα εκπέμπουν κυρίως στην υπέρυθρη περιοχή, καθιστώντας τα αόρατα στο ανθρώπινο μάτι.

Ένα μαύρο σώμα είναι ένα αντικείμενο που απορροφά όλες τις εισερχόμενες ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες.Καμία προσπίπτουσα ακτινοβολία δεν αντικατοπτρίζεται από την επιφάνεια του σώματος.Τα μαύρα σώματα δεν υπάρχουν στον φυσικό κόσμο.Είναι εξιδανικευμένα αντικείμενα που χρησιμοποιούνται για εννοιολογικούς και θεωρητικούς σκοπούς.Τα πραγματικά σώματα του πραγματικού κόσμου αντικατοπτρίζουν πάντα κάποιο τμήμα της εισερχόμενης ακτινοβολίας, αν και αυτό το ποσό μπορεί να ποικίλει.Τα μαύρα σώματα ονομάζονται ως τέτοια, επειδή, αφού δεν αντανακλούσαν κανένα συμβάν φωτεινό κύματα, θα φαινόταν μαύρο όταν κρύο.

Όλα τα αντικείμενα, συμπεριλαμβανομένων των μαύρων σωμάτων, εκπέμπουν μια ποσότητα θερμικής ακτινοβολίας που εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αντικειμένου.Στην πραγματικότητα, αυτό το ποσό είναι ανάλογο με την απόλυτη θερμοκρασία ενός αντικειμένου στην τέταρτη ισχύ.Διπλασιάζοντας την απόλυτη θερμοκρασία ενός αντικειμένου για παράδειγμα, μετατρέποντας ένα φούρνο από θερμοκρασία δωματίου σε περίπου 600 deg.Fahrenheit (315 deg; Κελσίου) mdash;Επομένως, η συνολική ποσότητα θερμικής ακτινοβολίας αυξάνεται δραστικά με υψηλότερες θερμοκρασίες. σε θερμοκρασίες κάτω από περίπου 900 deg (482 deg, C), η περισσότερη ακτινοβολία μαύρου σώματος βρίσκεται στο υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.Τα μήκη κύματος αυτής της ακτινοβολίας είναι έξω από το εύρος για την ανθρώπινη οπτική αντίληψη, η οποία εξηγεί γιατί οι άνθρωποι δεν μπορούν να δουν αντικείμενα θερμοκρασίας δωματίου κατά τη διάρκεια της νύχτας.Πολύ καυτά αντικείμενα αρχίζουν να εκπέμπουν ουσιαστικά στο ορατό φάσμα του φωτός, ωστόσο.Αυτό εξηγεί γιατί οι άνθρωποι μπορούν να δουν καίγοντας ξύλο ή ένα μακρινό αστέρι κατά τη διάρκεια της νύχτας.Το φως από αυτά τα καυτά αντικείμενα δεν αντανακλάται κυρίως από άλλες πηγές, οπότε είναι ακτινοβολία μαύρου σώματος.

Όπως αναφέρθηκε, τα αντικείμενα του πραγματικού κόσμου αντικατοπτρίζουν πάντα μερικά από τα περιστατικά που λαμβάνουν.Τα άτομα ερμηνεύουν αυτό το αντανακλασμένο φως ως ικανό να "δει" ένα αντικείμενο.Οι άνθρωποι μπορούν να δουν δροσερά αντικείμενα επειδή αντικατοπτρίζουν την ακτινοβολία μαύρου σώματος των θερμότερων αντικειμένων.Είτε τα ορατά κύματα φωτός προέρχονται από τον ήλιο είτε από έναν λαμπτήρα, φτάνουν στα μάτια μας μόνο αφού αναπηδούν από ένα δροσερό αντικείμενο.Χωρίς αυτή την αρχική ακτινοβολία μαύρου σώματος, τα δροσερά αντικείμενα θα φαίνονται μαύρα mdash, πράγμα που είναι ακριβώς αυτό που τα άτομα παρατηρούν τη νύχτα χωρίς καυτά αντικείμενα στο βλέμμα.Εάν οι άνθρωποι ήταν σε θέση να δουν στην υπέρυθρη ακτινοβολία, θα μπορούσαν να δουν ακόμη και αντικείμενα θερμοκρασίας δωματίου.