Мыкты кара дене жана анын радиациясы

Мыкты кара дене жана анын радиациясы
Мыкты кара дене жана анын радиациясы
Anonim

Абсолюттук кара дене мындай деп аталат, анткени ал өзүнө түшкөн бардык радиацияны (тактап айтканда, ага) көрүнгөн спектрде да, андан тышкары да сиңирет. Бирок дене ысып кетпесе, энергия кайра нурланат. Толугу менен кара денеден чыккан бул радиация өзгөчө кызыгууну жаратат. Анын касиеттерин изилдөөнүн алгачкы аракеттери моделдин өзү пайда боло электе эле жасалган.

19-кылымдын башында Жон Лесли ар кандай заттар менен эксперимент жүргүзгөн. Маалым болгондой, кара көө ага түшкөн бардык көзгө көрүнгөн жарыкты өзүнө гана сиңирип албастан. Ал инфракызыл диапазондо башка, жеңилирээк заттарга караганда алда канча күчтүү нурлануучу. Бул бир нече касиеттери боюнча башка бардык түрлөрүнөн айырмаланып турган жылуулук нурлануу болгон. Толугу менен кара дененин нурлануусу тең салмактуу, бир тектүү, энергия өткөрүлбөстөн пайда болот жана дененин температурасына гана көз каранды.

толугу менен кара дене
толугу менен кара дене

Объекттин температурасы жетишерлик жогору болгондо, жылуулук нурлануусу көрүнүп, андан кийин ар кандай дене, анын ичинде абсолюттук кара түскө ээ болот.

Энергиянын белгилүү бир түрүн гана чыгарган мындай уникалдуу объект көңүлдү бурбай коё алган жок. Кеп жылуулук нурлануу жөнүндө болуп жаткандыктан, термодинамиканын алкагында спектр кандай болушу керектиги жөнүндөгү алгачкы формулалар жана теориялар сунушталган. Классикалык термодинамика берилген температурада максималдуу нурлануу кайсы толкун узундугунда болушу керектигин, ысытылганда жана муздатканда ал кайсы багытта жана канчага жыла тургандыгын аныктай алган. Бирок, кара дененин спектринде энергиянын бардык толкун узундуктарында жана, атап айтканда, ультрафиолет диапазонунда кандай бөлүштүрүлүшүн алдын ала айтуу мүмкүн болгон жок.

кара дененин радиациясы
кара дененин радиациясы

Классикалык термодинамика боюнча энергия каалаган порцияларда, анын ичинде ыктыярдуу кичинекей бөлүктөрдө да чыгышы мүмкүн. Бирок абсолюттук кара дененин кыска толкун узундуктарында нурланышы үчүн анын кээ бир бөлүкчөлөрүнүн энергиясы абдан чоң болушу керек, ал эми ультра кыска толкундар аймагында ал чексиздикке чейин барат. Чындыгында, бул мүмкүн эмес, чексиздик теңдемелерде пайда болуп, ультрафиолет кырсыгы деп аталды. Планктын энергиянын дискреттик бөлүктөрдө – кванттарда нурлануусу мүмкүн деген теориясы гана кыйынчылыкты чечүүгө жардам берген. Термодинамиканын бүгүнкү теңдемелери кванттык физиканын теңдемелеринин өзгөчө учурлары болуп саналат.

кара дененин спектринде энергиянын бөлүштүрүлүшү
кара дененин спектринде энергиянын бөлүштүрүлүшү

Башында толугу менен кара дене кууш тешиги бар көңдөй катары берилген. Сырттан келген радиация мындай көңдөйгө кирип, дубалдарга сиңет. Радиациянын спектри боюнча, кайсыабсолюттук кара денеге ээ болушу керек, бул учурда үңкүрдүн кире беришинен, кудуктун ачылышынан, күнөстүү күнү караңгы бөлмөгө терезеден ж.б. нурлануунун спектри окшош. Бирок баарынан да Ааламдын жана жылдыздардын, анын ичинде Күндүн космостук фонунун радиациясынын спектрлери ага дал келет.

Объектте энергиясы ар кандай бөлүкчөлөр канчалык көп болсо, анын нурлануусу кара денеге ошончолук күчтүү окшош болот деп айтууга болот. Кара дененин спектриндеги энергия бөлүштүрүүнүн ийри сызыгы бул бөлүкчөлөрдүн системасындагы статистикалык схемаларды чагылдырат, мында өз ара аракеттенүү учурунда берилген энергия дискреттүү болгон жалгыз оңдоо менен.

Сунушталууда: