Абсолютно черното тяло е идеализиран модел, абстракция, използвана в термодинамиката и представлява тяло в термодинамично равновесие (т.е. има изотропно излъчване), което поглъща електромагнитно излъчване в целия диапазон (всички дължини на вълната) и не отразява нищо. Това обаче не означава, че тялото не излъчва. То може да излъчва вълни с всякаква дължина на вълната и визуално има цвят.Лекции по обща астрофизика , Проф. Георги Иванов, катедра Астрономия, ФзФ, СУ „Св. Климент Охридски“ Спектърът на излъчване зависи единствено от неговата температура. Слънцето, както и другите звезди, са най-добри приближения за абсолютно черни тела.Революциите в оптиката, Проф. Иван Лалов, ФзФ, СУ „Св. Климент Охридски“
Терминът „абсолютно черно тяло“ е въведен през 1860 година от Густав Кирхоф, който изказва предположението, че тяло, което поглъща всичката светлина (и не отразява никаква част от нея), при нагряване ще започне да излъчва целия спектър. Дотогава за излъчването се използва законът на Рейли – Джинс, в който спектралната плътност на топлинното излъчване е обратнопропорционална на дължината на вълната.www.spectralcalc.com
Този закон е в съгласие с експеримента само при ниски честоти (големи дължини на вълната), но при малките дължини (към виолетовата част на видимия спектър) законът е забележимо неточен; тази неточност се нарича ултравиолетова катастрофа.
Другият подход, предложен по-късно, е законът на Вин:
от 1893 г., изведен чрез прилагане на законите на термодинамиката към електромагнитното излъчване и предсказващ максимум в спектралната плътност на потока на топлинно излъчване в зависимост от температурата. Съответното изместване на максимума към по-ниски дължини на вълните с увеличаване на температурата е наблюдавано и експериментално. Законът на работи добре за високи честоти, но не е в съгласие с експеримента за ниски.
Нито единият, нито другият закон обясняват експерименталните данни в целия спектър на топлинно излъчване. Като разбира, че методите на класическата физика не могат да обяснят разликите между теорията и експеримента, Макс Планк построява през 1900 година своя полуемпиричен модел. Той прави гениалното предположение, че електромагнитното лъчение не е непрекъснато, а става на малки пакети, които той нарича кванти или фотони. Това поставя началото на нова физическа теория: квантовата механика, която успява да даде обяснение на топлинното излъчване на абсолютно черно тяло. Хипотезата на Планк за квантуването на електромагнитното лъчение е в основата на тази теория. Според закона на Планк интензивността на излъчването на абсолютно черно тяло в зависимост от температурата и честотата се определя с формулата: ,
където е мощността на излъчването на единица площ в диапазона от честоти до .
Цвят на излъчването Цветът (дължината на вълната или честотата) на излъчената от нагрявано тяло светлина зависи от температурата, или с други думи спектърът на излъчване се мени с температурата.
Температурен интервал в келвиниЦвятдо 1000Червен1000 – 1500Оранжев1500 – 2000Жълт2000 – 4000Бледожълт4000 – 5500Жълтобял5500 – 7000Бял7000 – 9000Синкавобял9000 – 15000Синьобял15000 – ∞Син
Външни препратки Абсолютно черно тяло Топлинно излъчване
Източници
Категория:Термодинамика Категория:Астрофизика