Mustan säteilystä ja sen

Se kutsutaan mustan kappaleen sellaisenaan, koska se absorboi kaikki kuuluvat hänelle (tai pikemminkin sen) säteilyn spektrin näkyvällä alueella ja sen ulkopuolella. Mutta jos keho ei lämmitetä, energiaa uudelleen vapautuu takaisin. Tämä säteily on synnyttämä mustan kappaleen, se on erityisen kiinnostava. Ensimmäiset yritykset tutkia sen ominaisuuksia on tehty jo ennen syntymistä itse mallin.

Alussa 19th century, Dzhon Lesli kokeillut erilaisia aineita. Kuten kävi ilmi, ei vain mustaa nokea imee kaiken tapahtuneesta hänen näkyvän valon. Hän säteilee infrapuna-alueella on paljon vahvempi kuin muut, kevyempi aineita. Se oli lämpösäteily, joka on erilainen kuin kaikissa muissa useita ominaisuuksia. Säteilyn mustan tasapaino, homogeeninen, ei ole energian siirtoa ja riippuu kehon lämpötilaa. Riittävän korkea lämpötila esineen lämpösäteilyn saadaan näkyviin, ja sitten kaikki runko, joka sisältää mustan hankkii väri.

Tämä ainutlaatuinen kohde, joka lähettää vain tietyn tyyppistä energiaa, ei voinut herättää huomiota. Koska puhumme lämpösäteilyä, ensimmäinen kaavat ja teorioita siitä, miten taajuuksien pitäisi näyttää, on ehdotettu puitteissa termodynamiikan. Klassinen termodynamiikka voi määrittää, mitä aallonpituuden pitäisi olla enintään säteilyn tietyssä lämpötilassa, mihin suuntaan ja kuinka paljon hän siirtyy lämmitystä ja jäähdytystä. Kuitenkin, se ei ennustaa, kuinka energian jakelu spektrissä mustan kaikilla aallonpituuksilla, ja erityisesti, ultraviolettialueella.

Käsitteiden mukaisesti klassisen termodynamiikan, energia voidaan emittoida tahansa osia, mukaan lukien niin pieni kuin halutaan. Mutta mustan kappaleen olisi emittoivat lyhyempiä aallonpituuksia, energia joidenkin sen hiukkasista on oltava erittäin suuri, ja se olisi mennyt ääretön alalla ultralyhyessä aaltoja. Todellisuudessa tämä ei ole mahdollista, oli ääretön yhtälöihin ja kutsutaan ultraviolettikatastrofi. Vain Planckin teoriaa, että energia voi vapautua erillisinä osuuksina - kvanttien - auttoi ratkaisemaan ongelmia. Tänään termodynamiikan yhtälöt ovat erikoistapauksia yhtälöiden kvanttifysiikan.

Alunperin mustan kappaleen edustettuina ontelon, jossa on kapea aukko. Säteily ulkopuolella joutuu tällaiseen onteloon ja imeytyy seinät. Sen spektri säteilyn, jonka pitäisi olla mustan kappaleen, tässä tapauksessa samanlainen emissiospektri luolan sisäänkäynti, kaivonreikään, ikkuna pimeässä huoneessa aurinkoisena päivänä, jne Mutta ennen kaikkea hänen kanssaan samaa spektri kosmista taustasäteilyä maailmankaikkeuden ja tähdet, kuten aurinko.

On turvallista sanoa, että mitä enemmän tietty esine hiukkasia, joiden erilaisia energioita, sitä enemmän se muistuttaa mustan säteilyä. energian jakelu käyrä spektrissä mustan heijastaa tilastollinen säännönmukaisuuksia järjestelmässä hiukkasten, vain sillä erolla, että energia siirretään vuorovaikutusta erillisten.