Yksi kokeellisista tuloksista, joka kiinnitti eniten tutkijoiden huomiota 1800-luvun lopulla, oli tutkimus kappaleiden lähettämästä valosta, kun ne ovat erittäin kuumia, kuten "kuuma rauta" tai jopa kivihiili hiillos. Sepät tiesivät tuolloin jo, että kun rauta muuttui punaiseksi, sen lämpötila oli noin 1000 K, mikä helpotti työskentelyä.
Kuumien kappaleiden lähettämän valon tutkimiseksi ehdotettiin mallia, jossa ajatuksena oli suorittaa laskelmia vain kehon lämpösekoituksen tuottamalle säteilylle. Tällaisen ruumiin tulisi absorboida kaikki säteily, joka on saavutettu, eikä pysty heijastamaan sitä. Siten rungon olisi oltava täysin musta, joten mallin nimi: mustan kappaleen säteily.
Kun tarkastelemme menneisyyttä ja otamme huomioon tänään tiedämme, voimme vahvistaa, että mustan ruumiin säteilyn tutkimus merkitsee Kvanttimekaniikka.
Ensinnäkin meidän on todella ymmärrettävä, mikä on mustan kappaleen säteily. Kun kuumennamme kehoa, se alkaa lähettää sähkömagneettista säteilyä. Siten voimme sanoa, että tämän säteilyn spektri riippuu kehon lämpötilasta. Esimerkiksi terästeollisuuden uuni tai aurinko tuottaa säteilyä termisen sekoituksen avulla. Jos katsomme punaisia kuumia hiiliä, näemme itse asiassa mustan kappaleen säteilyn kehosta erittäin korkeassa lämpötilassa.
hehkulamppu
Esimerkki mustavalkoisesta säteilystä, jota meillä on jokapäiväisessä elämässä, on hehkulamppu. Kun sähkövirta kulkee lampun hehkulangan läpi, se lämpenee Joule-vaikutuksella ja käyttäytyy käytännössä kuin musta runko. Kun lämpötila on lähellä 2000 K, osa energiasta lähtee näkyvänä valona, jota käytetään valaistukseen. Suuri osa lämpöenergiasta säteilee kuitenkin infrapunaspektrissä, eikä sitä käytetä valaistuksessa.
Sähkölampun valaistustehokkuuden lisäämiseksi on tarpeen nostaa hehkulangan lämpötilaa. Hehkulangan on toimittava auringonvaloa vastaavan valon tuottamiseksi auringon pinnan kaltaisessa lämpötilassa, joka on noin 5700 K. Lampun filamenttien valmistukseen käytetyn volframin sulamislämpötila on 3137 K.
Kirjoittanut Domitiano Marques
Valmistunut fysiikasta
Brasilian koulutiimi
Moderni fysiikka - Fysiikka - Brasilian koulu
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radiacao-corpo-negro.htm