Trupi i zi perfekt dhe rrezatimi i tij

Trupi i zi perfekt dhe rrezatimi i tij
Trupi i zi perfekt dhe rrezatimi i tij
Anonim

Trupi absolutisht i zi quhet i tillë sepse thith të gjithë rrezatimin që bie mbi të (ose më mirë, në të) si në spektrin e dukshëm ashtu edhe më gjerë. Por nëse trupi nuk nxehet, energjia ri-rrezatohet përsëri. Ky rrezatim i emetuar nga një trup krejtësisht i zi është me interes të veçantë. Përpjekjet e para për të studiuar vetitë e tij u bënë edhe para shfaqjes së vetë modelit.

Në fillim të shekullit të 19-të, John Leslie eksperimentoi me substanca të ndryshme. Siç doli, bloza e zezë jo vetëm që thith të gjithë dritën e dukshme që bie mbi të. Ai rrezatonte në rrezen infra të kuqe shumë më të fortë se substancat e tjera, më të lehta. Ishte rrezatimi termik, i cili ndryshon nga të gjitha llojet e tjera në disa veti. Rrezatimi i një trupi krejtësisht të zi është ekuilibër, homogjen, ndodh pa transferim energjie dhe varet vetëm nga temperatura e trupit.

trup krejtësisht i zi
trup krejtësisht i zi

Kur temperatura e objektit është mjaftueshëm e lartë, rrezatimi termik bëhet i dukshëm dhe më pas çdo trup, përfshirë absolutisht të zezën, merr ngjyrë.

Një objekt kaq unik që lëshon vetëm një lloj energjie, nuk mund të mos tërhiqte vëmendjen. Meqenëse po flasim për rrezatimin termik, formulat dhe teoritë e para se si duhet të duket spektri u propozuan në kuadrin e termodinamikës. Termodinamika klasike ishte në gjendje të përcaktonte se në cilën gjatësi vale duhet të jetë rrezatimi maksimal në një temperaturë të caktuar, në cilin drejtim dhe sa do të zhvendoset kur nxehet dhe ftohet. Megjithatë, nuk ishte e mundur të parashikohej se cila është shpërndarja e energjisë në spektrin e trupit të zi në të gjitha gjatësitë e valëve dhe, në veçanti, në rrezen ultravjollcë.

rrezatimi i trupit të zi
rrezatimi i trupit të zi

Sipas termodinamikës klasike, energjia mund të emetohet në çdo pjesë, duke përfshirë ato në mënyrë arbitrare të vogla. Por në mënyrë që një trup absolutisht i zi të rrezatojë në gjatësi vale të shkurtra, energjia e disa prej grimcave të tij duhet të jetë shumë e madhe, dhe në rajonin e valëve ultrashkurtër do të shkojë në pafundësi. Në realitet, kjo është e pamundur, pafundësia u shfaq në ekuacione dhe u quajt katastrofa ultravjollcë. Vetëm teoria e Planck-ut se energjia mund të rrezatohet në pjesë diskrete - kuante - ndihmoi në zgjidhjen e vështirësisë. Ekuacionet e sotme të termodinamikës janë raste të veçanta të ekuacioneve të fizikës kuantike.

shpërndarja e energjisë në spektrin e një trupi të zi
shpërndarja e energjisë në spektrin e një trupi të zi

Fillimisht, një trup krejtësisht i zi u paraqit si një zgavër me një hapje të ngushtë. Rrezatimi nga jashtë hyn në një zgavër të tillë dhe absorbohet nga muret. Në spektrin e rrezatimit, i ciliduhet të ketë një trup absolutisht të zi, me ç'rast spektri i rrezatimit nga hyrja në shpellë, hapja e pusit, dritarja në dhomën e errët në një ditë me diell, etj. Por mbi të gjitha, spektrat e rrezatimit të sfondit kozmik të Universit dhe yjeve, duke përfshirë Diellin, përkojnë me të.

Mund të thuhet se sa më shumë grimca me energji të ndryshme në një objekt, aq më i fortë rrezatimi i tij do t'i ngjajë një trupi të zi. Kurba e shpërndarjes së energjisë në spektrin e një trupi të zi pasqyron modelet statistikore në sistemin e këtyre grimcave, me të vetmin korrigjim që energjia e transferuar gjatë ndërveprimeve është diskrete.

Recommended: