Одним з експериментальних результатів, який найбільше привернув увагу вчених наприкінці XIX століття, було дослідження світла, що випромінюється тілами, коли вони дуже гарячі, наприклад, "гаряче залізо" або навіть вугілля вуглинки. Тоді ковалі вже знали, що коли залізо червоніє, його температура становить близько 1000 К, що полегшує роботу.
Для вивчення світла, випромінюваного гарячими тілами, була запропонована модель, в якій ідея полягала у проведенні розрахунків лише випромінювання, яке виробляється внаслідок термічного збудження тіла. Таке тіло повинно поглинати все випромінювання, що потрапило до нього, не маючи можливості його відбити. Таким чином, тіло повинно було бути повністю чорним, звідси і назва моделі: випромінювання чорних тіл.
Дивлячись на минуле, беручи до уваги те, що ми знаємо сьогодні, ми можемо ствердити, що вивчення випромінювання чорного тіла знаменує появу Квантова механіка.
По-перше, ми повинні по-справжньому зрозуміти, що таке випромінювання чорних тіл. Коли ми нагріваємо тіло, воно починає випромінювати електромагнітне випромінювання. Таким чином, можна сказати, що спектр цього випромінювання залежить від температури тіла. Наприклад, піч металургійної промисловості або сонце виробляє випромінювання через термічне перемішування. Якщо ми подивимося на розжарене вугілля, то насправді ми побачимо випромінювання чорних тіл від тіла при дуже високій температурі.
лампа розжарювання
Прикладом випромінювання чорних тіл, яке ми маємо у повсякденному житті, є лампа розжарювання. Коли електричний струм проходить через нитку розжарення лампи, він нагрівається під дією ефекту Джоуля і поводиться практично як чорне тіло. Коли температура наближається до 2000 К, частина енергії випромінюється як видиме світло, яке використовується для освітлення. Однак значна частина теплової енергії випромінюється в інфрачервоному спектрі і не використовується в освітленні.
Для того, щоб підвищити ефективність освітлення електричної лампи, необхідно підвищити температуру нитки розжарення. Щоб воно виробляло світло, схоже на сонячне, нитка розжарення повинна працювати при температурі, подібній поверхні Сонця, яка становить приблизно 5700 К. Вольфрам, який використовується для виготовлення ниток лампи, має температуру плавлення 3137 К.
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
Доміціано Маркес
Закінчив фізику
Шкільна команда Бразилії
Сучасна фізика - Фізика - Бразильська школа
Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:
СІЛВА, Доміціано Корреа Маркес да. «Випромінювання чорного тіла»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/radiacao-corpo-negro.htm. Доступ 27 червня 2021 року.
