АдукацыяНавука

Абсалютна чорнае цела і яго выпраменьванне

Называецца абсалютна чорнае цела такім таму, што яно паглынае ўсё якое трапляе на яго (а дакладней, у яго) выпраменьванне як у бачным спектры, так і за яго межамі. Але калі цела не награваецца, энергія переизлучается назад. Гэта выпраменьванне, выпусканае абсалютна чорным целам, ўяўляе асаблівую цікавасць. Першыя спробы па вывучэнні яго ўласцівасцяў былі зробленыя яшчэ да ўзнікнення самой мадэлі.

У пачатку 19 стагоддзя Джон Леслі праводзіў эксперыменты з рознымі рэчывамі. Як аказалася, чорная сажа не толькі паглынае ўвесь які падае на яе бачнае святло. Яна выпраменьвала ў інфрачырвоным дыяпазоне значна мацней, чым іншыя, больш светлыя, рэчывы. Гэта было цеплавое выпраменьванне, якое адрозніваецца ад усіх іншых відаў некалькімі ўласцівасцямі. Выпраменьванне абсалютна чорнага цела раўнаважкі, аднастайнае, адбываецца без пераносу энергіі і залежыць толькі ад тэмпературы цела. Пры досыць высокай тэмпературы аб'екта цеплавое выпраменьванне становіцца бачным, і тады любое цела, у тым ліку і абсалютна чорнае, набывае колер.

Такі ўнікальны аб'ект, які выпраменьвае выключна пэўны від энергіі, не мог не прыцягнуць увагу. Паколькі гаворка ідзе аб цеплавым выпраменьванні, першыя формулы і тэорыі адносна таго, як павінен выглядаць спектр, былі прапанаваныя ў рамках тэрмадынамікі. Класічная тэрмадынаміка змагла вызначыць, на якой даўжыні хвалі павінен знаходзіцца максімум выпраменьвання пры дадзенай тэмпературы, у які бок і наколькі ён зрушыцца пры награванні і астуджэнні. Аднак не атрымалася прадказаць, якое размеркаванне энергіі ў спектры абсалютна чорнага цела на ўсіх даўжынях хваль і, у прыватнасці, у ўльтрафіялетавым дыяпазоне.

Па паданнях класічнай тэрмадынамікі, энергія можа выпраменьвацца любымі порцыямі, у тым ліку калі заўгодна малымі. Але каб абсалютна чорнае цела магло выпраменьваць на кароткіх даўжынях хваль, энергія некаторых яго часціц павінна быць вельмі вялікі, а ў галіне ультракароткіх хваляў яна пайшла б у бясконцасць. У рэальнасці гэта немагчыма, бясконцасць з'явілася ў ўраўненнях і атрымала назву ўльтрафіялетавай катастрофы. Толькі тэорыя Планка аб тым, што энергія можа выпраменьвацца дыскрэтнымі порцыямі - квантамі - дапамагла вырашыць цяжкасць. Сённяшнія ўраўненні тэрмадынамікі з'яўляюцца прыватнымі выпадкамі раўнанняў квантавай фізікі.

Першапачаткова абсалютна чорнае цела прадстаўлялі як паражніну з вузкім адтулінай. Выпраменьванне звонку трапляе ў такую паражніну і паглынаецца сценкамі. На спектр выпраменьвання, якім павінна валодаць абсалютна чорнае цела, у такім выпадку падобны спектр выпраменьвання з ўваходу ў пячору, адтуліны студні, вокны ў цёмны пакой сонечным днём і г.д. Але больш за ўсё з ім супадаюць спектры рэліктавага выпраменьвання Сусвету і зорак, у тым ліку Сонца.

Можна з упэўненасцю сцвярджаць, што чым больш у тым ці іншым аб'екце часціц, якія валодаюць рознымі энергіямі, тым мацней яго выпраменьванне будзе нагадваць чернотельное. Крывая размеркавання энергіі ў спектры абсалютна чорнага цела адлюстроўвае статыстычныя заканамернасці ў сістэме гэтых часціц, з той толькі папраўкай, што перадаваная пры ўзаемадзеянні энергія дыскрэтная.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.unansea.com. Theme powered by WordPress.