Jedným z experimentálnych výsledkov, ktoré najviac zaujali vedcov na konci devätnásteho storočia, bola štúdia svetla vyžarovaného telesami, keď sú veľmi horúce, ako napríklad „horúce železo“ alebo dokonca uhlie vo vnútri žeravé uhlíky. Vtedajší kováči už vedeli, že keď železo sčervenie, jeho teplota bola okolo 1 000 K, čo uľahčovalo prácu.
Na štúdium svetla vyžarovaného horúcimi telesami bol navrhnutý model, v ktorom išlo o to, aby sa výpočty uskutočňovali iba na žiarení produkovanom tepelným miešaním tela. Takéto telo by malo absorbovať všetko žiarenie, ktoré sa k nemu dostalo, a nebolo schopné ho odrážať. Telo by teda muselo byť úplne čierne, odtiaľ pochádza aj názov modelu: žiarenie čierneho telesa.
Pri pohľade do minulosti a pri zohľadnení toho, čo vieme dnes, môžeme potvrdiť, že štúdium žiarenia čierneho telesa znamená vznik Kvantová mechanika.
Najprv musíme skutočne pochopiť, čo je žiarenie čierneho tela. Keď telo zahrejeme, začne emitovať elektromagnetické žiarenie. Môžeme teda povedať, že spektrum tohto žiarenia závisí od telesnej teploty. Napríklad pec v oceliarskom priemysle alebo slnko produkuje žiarenie tepelným miešaním. Ak sa pozrieme na rozžeravené uhlie, skutočne uvidíme vyžarovanie čierneho tela z tela pri veľmi vysokej teplote.
žiarovka
Príkladom žiarenia čiernych telies, ktoré máme v každodennom živote, je žiarovka. Keď elektrický prúd prejde vláknom žiarovky, zahreje sa Jouleovým javom a správa sa prakticky ako čierne telo. Keď sa teplota priblíži k 2 000 K, časť energie sa emituje ako viditeľné svetlo, ktoré sa používa na osvetlenie. Značná časť tepelnej energie je však emitovaná v infračervenom spektre a nepoužíva sa na osvetlenie.
Na zvýšenie účinnosti osvetlenia elektrickej žiarovky je potrebné zvýšiť teplotu vlákna. Aby vlákno produkovalo svetlo podobné slnečnému žiareniu, musí pracovať pri teplote podobnej povrchu Slnka, ktorá je približne 5 700 K. Volfrám používaný na výrobu vlákien žiarovky má teplotu topenia 3137 K.
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
Autor: Domitiano Marques
Vyštudoval fyziku
Brazílsky školský tím
Moderná fyzika - Fyzika - Brazílska škola
Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Žiarenie čierneho telesa“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radiacao-corpo-negro.htm. Sprístupnené 27. júna 2021.
