Կատարյալ սև մարմին և նրա ճառագայթումը

Կատարյալ սև մարմին և նրա ճառագայթումը
Կատարյալ սև մարմին և նրա ճառագայթումը
Anonim

Բացարձակ սև մարմինը կոչվում է այդպիսին, քանի որ այն կլանում է իր վրա (ավելի ճիշտ՝ իր մեջ) ընկած ողջ ճառագայթումը ինչպես տեսանելի սպեկտրում, այնպես էլ դրա սահմաններից դուրս: Բայց եթե մարմինը չի տաքանում, էներգիան նորից հետ է ճառագայթվում: Առանձնահատուկ հետաքրքրություն է ներկայացնում ամբողջովին սև մարմնի կողմից արձակված այս ճառագայթումը: Դրա հատկություններն ուսումնասիրելու առաջին փորձերը կատարվել են նույնիսկ նախքան բուն մոդելի հայտնվելը։

19-րդ դարի սկզբին Ջոն Լեսլին փորձեր կատարեց տարբեր նյութերի հետ: Ինչպես պարզվեց, սև մուրը ոչ միայն կլանում է իր վրա թափվող ողջ տեսանելի լույսը։ Ինֆրակարմիր տիրույթում այն ճառագում էր շատ ավելի ուժեղ, քան մյուս, ավելի թեթև նյութերը։ Դա ջերմային ճառագայթումն էր, որը տարբերվում է բոլոր մյուս տեսակներից մի քանի հատկություններով։ Ամբողջովին սև մարմնի ճառագայթումը հավասարակշռված է, միատարր, առաջանում է առանց էներգիայի փոխանցման և կախված է միայն մարմնի ջերմաստիճանից։

ամբողջովին սև մարմին
ամբողջովին սև մարմին

Երբ օբյեկտի ջերմաստիճանը բավականաչափ բարձր է, ջերմային ճառագայթումը դառնում է տեսանելի, և այդ ժամանակ ցանկացած մարմին, ներառյալ բացարձակ սևը, ձեռք է բերում գույն:

Նման եզակի առարկան, որն արձակում է միայն որոշակի տեսակի էներգիա, չէր կարող ուշադրություն չգրավել։ Քանի որ խոսքը ջերմային ճառագայթման մասին է, թերմոդինամիկայի շրջանակներում առաջարկվել են առաջին բանաձեւերն ու տեսությունները, թե ինչպիսին պետք է լինի սպեկտրը։ Դասական թերմոդինամիկան կարողացավ որոշել, թե ինչ ալիքի երկարության վրա պետք է լինի առավելագույն ճառագայթումը տվյալ ջերմաստիճանում, որ ուղղությամբ և որքանով այն կտեղաշարժվի տաքացման և սառեցման ժամանակ: Այնուամենայնիվ, հնարավոր չեղավ կանխատեսել, թե ինչպիսի էներգիայի բաշխում է սև մարմնի սպեկտրում բոլոր ալիքների երկարություններում և, մասնավորապես, ուլտրամանուշակագույն տիրույթում:

սև մարմնի ճառագայթում
սև մարմնի ճառագայթում

Համաձայն դասական թերմոդինամիկայի՝ էներգիան կարող է արտանետվել ցանկացած մասով, ներառյալ կամայականորեն փոքրերը: Բայց որպեսզի բացարձակ սև մարմինը ճառագի կարճ ալիքի երկարություններով, նրա որոշ մասնիկների էներգիան պետք է շատ մեծ լինի, իսկ գերկարճ ալիքների շրջանում այն կգնա դեպի անսահմանություն: Իրականում դա անհնար է, անսահմանությունը հայտնվեց հավասարումների մեջ և կոչվեց ուլտրամանուշակագույն աղետ։ Միայն Պլանկի տեսությունը, որ էներգիան կարող է ճառագայթվել դիսկրետ մասերով՝ քվանտաներով, օգնեց լուծելու դժվարությունը: Թերմոդինամիկայի այսօրվա հավասարումները քվանտային ֆիզիկայի հավասարումների հատուկ դեպքեր են։

էներգիայի բաշխումը սև մարմնի սպեկտրում
էներգիայի բաշխումը սև մարմնի սպեկտրում

Սկզբում ամբողջովին սև մարմինը ներկայացված էր որպես նեղ բացվածքով խոռոչ։ Դրսից ճառագայթումը մտնում է նման խոռոչ և ներծծվում է պատերով: Ճառագայթման սպեկտրի վրա, որըպետք է ունենա բացարձակ սև մարմին, որի դեպքում ճառագայթման սպեկտրը քարանձավի մուտքից, ջրհորի բացվածքից, արևոտ օրը դեպի մութ սենյակ պատուհանից և այլն նման է: Բայց ամենից շատ Տիեզերքի և աստղերի, ներառյալ Արեգակի տիեզերական ֆոնային ճառագայթման սպեկտրները համընկնում են դրա հետ:

Կարելի է վստահորեն ասել, որ ինչքան շատ տարբեր էներգիա ունեցող մասնիկներ մի առարկայի մեջ, այնքան նրա ճառագայթումն ավելի ուժեղ կլինի սև մարմնի պես: Էներգիայի բաշխման կորը սև մարմնի սպեկտրում արտացոլում է այս մասնիկների համակարգում առկա վիճակագրական օրինաչափությունները, միակ շտկումով, որ փոխազդեցության ընթացքում փոխանցվող էներգիան դիսկրետ է:

Խորհուրդ ենք տալիս: