Ένα από τα πειραματικά αποτελέσματα που τράβηξαν την προσοχή των επιστημόνων στα τέλη του 19ου αιώνα ήταν η μελέτη του φωτός που εκπέμπεται από τα σώματα όταν είναι πολύ ζεστά, όπως "θερμός σίδηρος" ή ακόμη και άνθρακας χοίροι. Οι σιδηρουργοί τότε ήξεραν ήδη ότι όταν το σίδερο έγινε κόκκινο, η θερμοκρασία του ήταν περίπου 1.000 Κ, καθιστώντας ευκολότερη τη δουλειά.
Προκειμένου να μελετηθεί το φως που εκπέμπεται από θερμά σώματα, προτάθηκε ένα μοντέλο στο οποίο η ιδέα ήταν να πραγματοποιηθούν υπολογισμοί μόνο για την ακτινοβολία που παράγεται από τη θερμική ανάδευση του σώματος. Ένα τέτοιο σώμα θα πρέπει να απορροφά όλη την ακτινοβολία που την έφτασε, χωρίς να μπορεί να την αντανακλά. Έτσι, το σώμα θα έπρεπε να είναι εντελώς μαύρο, εξ ου και το όνομα του μοντέλου: ακτινοβολία μαύρου σώματος.
Όταν κοιτάζουμε το παρελθόν, λαμβάνοντας υπόψη αυτό που γνωρίζουμε σήμερα, μπορούμε να επιβεβαιώσουμε ότι η μελέτη της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος σηματοδοτεί την εμφάνιση Κβαντική μηχανική.
Πρώτον, πρέπει πραγματικά να καταλάβουμε τι είναι η ακτινοβολία μαύρου σώματος. Όταν θερμαίνουμε ένα σώμα, αρχίζει να εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι το φάσμα αυτής της ακτινοβολίας εξαρτάται από τη θερμοκρασία του σώματος. Για παράδειγμα, ο κλίβανος μιας βιομηχανίας χάλυβα ή του ήλιου παράγει ακτινοβολία μέσω θερμικής ανάδευσης. Αν κοιτάξουμε τους καυτούς άνθρακες, θα δούμε πραγματικά ακτινοβολία μαύρου σώματος από ένα σώμα σε πολύ υψηλή θερμοκρασία.
λαμπτήρας πυράκτωσης
Ένα παράδειγμα ακτινοβολίας μαύρου σώματος που έχουμε στην καθημερινή μας ζωή είναι ο λαμπτήρας πυράκτωσης. Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το νήμα της λάμπας, θερμαίνεται από το φαινόμενο Joule και συμπεριφέρεται σχεδόν σαν ένα μαύρο σώμα. Όταν η θερμοκρασία πλησιάζει τα 2000 Κ, μέρος της ενέργειας εκπέμπεται ως ορατό φως, το οποίο χρησιμοποιείται για φωτισμό. Ωστόσο, ένα καλό μέρος της θερμικής ενέργειας εκπέμπεται στο υπέρυθρο φάσμα και δεν χρησιμοποιείται στον φωτισμό.
Προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση φωτισμού μιας ηλεκτρικής λάμπας, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η θερμοκρασία του νήματος. Για να παράγει φως παρόμοιο με το ηλιακό φως, το νήμα πρέπει να λειτουργεί σε θερμοκρασία παρόμοια με την επιφάνεια του Ήλιου, η οποία είναι περίπου 5.700 Κ. Το βολφράμιο που χρησιμοποιείται για την κατασκευή νημάτων λαμπτήρα έχει θερμοκρασία τήξης 3137 Κ.
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική
Σχολική ομάδα της Βραζιλίας
Σύγχρονη φυσική - Η φυσικη - Σχολείο της Βραζιλίας
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Ακτινοβολία μαύρου σώματος". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radiacao-corpo-negro.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
