Een van de experimentele resultaten die aan het eind van de negentiende eeuw de meeste aandacht van wetenschappers trok, was de studie van het licht dat wordt uitgestraald door lichamen wanneer ze erg heet zijn, zoals "heet ijzer" of zelfs een kolen in sintels. Smeden wisten toen al dat wanneer ijzer rood werd, de temperatuur rond de 1000 K lag, wat het gemakkelijker maakte om te werken.
Om het door hete lichamen uitgestraalde licht te bestuderen, werd een model voorgesteld waarin het de bedoeling was om alleen berekeningen uit te voeren op de straling die wordt geproduceerd door de thermische beweging van het lichaam. Zo'n lichaam zou alle straling die het heeft bereikt moeten absorberen en het niet kunnen weerkaatsen. Het lichaam zou dus volledig zwart moeten zijn, vandaar de naam van het model: zwarte lichaamsstraling.
Als we naar het verleden kijken, rekening houdend met wat we vandaag weten, kunnen we bevestigen dat de studie van zwarte lichaamsstraling de opkomst markeert van Kwantummechanica
Eerst moeten we echt begrijpen wat blackbody-straling is. Wanneer we een lichaam verwarmen, begint het elektromagnetische straling uit te zenden. We kunnen dus zeggen dat het spectrum van deze straling afhangt van de lichaamstemperatuur. Bijvoorbeeld, de oven van een staalindustrie of de zon produceert straling door thermische agitatie. Als we naar de gloeiend hete kolen kijken, zien we in werkelijkheid zwartlichaamstraling van een lichaam met een zeer hoge temperatuur.
gloeilamp
Een voorbeeld van blackbody-straling die we in het dagelijks leven hebben, is de gloeilamp. Wanneer een elektrische stroom door de gloeidraad van de lamp gaat, wordt deze warm door het Joule-effect en gedraagt hij zich praktisch als een zwart lichaam. Wanneer de temperatuur in de buurt van 2000 K komt, wordt een deel van de energie uitgestraald als zichtbaar licht, dat wordt gebruikt voor verlichting. Een groot deel van de thermische energie wordt echter uitgezonden in het infraroodspectrum en wordt niet gebruikt voor verlichting.
Om de verlichtingsefficiëntie van een elektrische lamp te verhogen, is het noodzakelijk om de temperatuur van de gloeidraad te verhogen. Om licht te produceren dat vergelijkbaar is met zonlicht, moet de gloeidraad werken bij een temperatuur die vergelijkbaar is met het oppervlak van de zon, namelijk ongeveer 5.700 K. Het wolfraam dat wordt gebruikt om lampfilamenten te maken, heeft een smelttemperatuur van 3137 K.
Door Domitiano Marques
Afgestudeerd in natuurkunde
Brazilië School Team
moderne natuurkunde - Fysica - Brazilië School
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radiacao-corpo-negro.htm
